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GianCann

PIQABRICK: Piattaforma per il riconoscimento ottico di elementi LEGO

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Apro questo topic per parlarvi di un progetto, in via di sviluppo, che potrebbe trovare interesse tra molti AFOL.

Nei mesi scorsi l'associazione ItLUG è stata contattata da una startup italiana (GETCOO srl) specializzata nello sviluppo di soluzioni basate sul riconoscimento delle immagini per applicazioni in ambito industriale e mi sono preso l'incarico di approfondire l'idea di un loro progetto: il PIQABRICK.

Hanno pensato che la loro conoscenza/tecnologia sulla comparazione di immagini (Computer Vision basata su Intelligenza Artificiale) possa trovare applicazione anche nel settore AFOL considerata la miriade di elementi LEGO esistenti, soprattutto se pensiamo anche alle varietà di colore e, soprattutto, alla moltitudine di elementi stampanti o con adesivi.

Il loro scopo è quello di realizzare un prodotto che possa essere utile nell'identificazione veloce e precisa di un pezzo LEGO, senza estenuanti (e talvolta infruttuose) ricerche nel catalogo Bricklink. Quante volte, ad esempio, vi siete persi nella ricerca del codice di una particolare head o di un torso?

Onestamente, ritengo che per un AFOL particolarmente esperto/navigato sia relativamente facile risalire al codice di un pezzo osservandone le caratteristiche/famiglia di appartenenza.
Chi "naviga" nel catalogo Bricklink da anni, sa bene come "costruire" le 2-3 keyword giuste per limitare la ricerca a pochi elementi con cui fare il match "visivo" finale.
Ci sono varie tecniche di ricerca e, con più o meno passaggi, alla fine di riesce a dare un nome/codice ad un elemento.

Talvolta, però, la questione diventa più complessa specialmente quando si tratta di identificare il codice esatto di un elemento stampato (pensate a quanti brick/slope/tile decorated e a quante head/torsi/legs differenti esistono) o di un elemento che mai prima c'era capitato tra le mani (sappiamo bene quanti nuovi elementi vengono introdotti periodicamente... impossible conoscerli tutti!).

È in questo caso che il sistema PIQABRICK della GETCOO, potrebbe venire in aiuto dell'AFOL o del venditore Bricklink (o altro narketplace) che vuol facilmente, velocemente e senza margini di errore, dare un codice/nome all'elemento 'x' spuntato fuori dal mucchio di sfuso reperito chissà dove.

Ecco un video che rende l'idea di come funzionerà PIQABRICK

Il sistema PIQABRICK si basa sostanzialmente sulla comparazione di un'immagine con un database di riferimento, mediante un algoritmo proprietario, così come (per fare un esempio noto ai più) è in grado di fare l'applicazione Shazam per le tracce audio.

Il limite di questo tipo di applicazioni è dato dalla qualità dell'elemento sorgente (immagine o audio che sia) e dall'ampiezza/completezza del database di riferimento.

Infatti, se l'audio che catturiamo con il nostro smartphone non sarà sufficiente pulito e/o di volume adeguato, l'App Shazam non sarà in grado di riconoscerlo correttamente e, di conseguenza, restituirvi titolo e autore del pezzo.
Allo stesso modo, anche se l'audio fosse di ottima qualità e campionato al volume giusto, senza l'esistenza di un campione di riferimento precedentemente memorizzato con cui fare la comparazione, Shazam non sarebbe ugualmente in grado di riconoscere la traccia audio sotto esame.

Lo stesso principio, pertanto, si applica ai sistemi di di riconoscimento ottico.

È necessaria un'immagine di qualità (ovvero di una certa risoluzione), senza la presenza di informazioni "spurie" (che ne altererebbero le caratteristiche/contorni) e, non di meno, catturata con una determinata e omogenea condizione di luce. Contestualmente, è necessaria la presenza di una o più immagini comparative precedentemente acquisite.

Per risolvere il primo problema, gli sviluppatori di PIQABRICK hanno realizzato un apposito box di scansione che garantisce un preciso posizionamento del pezzo LEGO rispetto alla telecamera di acquisizione, oltre che omogenee condizioni di luce/illuminazione. Il box di acquisizione è dotato di una apposita scheda elettronica che include telecamera e un set di LED per l'illuminazione artificiale (ed omogenea) oltre, ovviamente, all'interfaccia USB.

Rispetto al video di presentazione, in cui compare un box di dimensioni generose, la GETCOO ha deciso di partire con una versione più ridotta.

Questo è un loro prototipo interno:

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Mentre questo dovrebbe essere il prototipo finale che verrà distribuito ad alcuni beta tester:

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Il box si collega via USB al PC/Mac, mentre il software che effettua il vero e proprio riconoscimento ottico risiede sui server dell'azienda, al quale vi si accede via browser (sostanzialmente è un prodotto fornito in modalità SaaS).

A tutto il resto, penserà l'algoritmo sviluppato dalla GETCOO, denominato DART (Direct Acquisition and ReTrieval).

Il loro progetto è in avanzata fase di sviluppo e a breve saranno forniti i primi 10 prototipi del box ad altrettanti AFOL sparsi per il mondo, che potranno contestualmente accedere alla piattaforma online per la scansione/comparazione dell'oggetto.

Ho il piacere (e la grande curiosità) di essere uno dei 10 AFOL selezionati per questa fase di testing, durante la quale vi racconterò nel dettaglio il funzionamento del sistema.

(nota: i prototipi saranno consegnati a settembre)

L'azienda ha già un'idea di massima della formula commerciale con la quale proporre il prodotto sul mercato e, fondamentale, si baserà sull'acquisto del box e su un abbonamento annuale per accedere alla piattaforma di identificazione (non posso dire di più sui prezzi, non essendo definitivi. Sappiate solo che sono molto interessanti).
Ci sarà anche la possibilità di utilizzare la piattaforma online gratuitamente, benché con alcune limitazioni sul numero di scansioni giornaliere e sulle funzionalità disponibili sulla piattaforma.

Il database delle immagini di riferimento, nella fase iniziale di lancio del prodotto, dovrà necessariamente essere "popolato" e per farlo sarà indispensabile il contributo della Community AFOL che intenderà appoggiare questo progetto. Aiuto che la GETCOO ricompenserà con delle formule ancora in fase di valutazione di cui vi parlerò appena potrò farlo nel dettaglio.

Non vi nascondo che ho qualche perplessità sull'effettiva utilità del sistema, soprattutto per un AFOL/Bricklinker particolarmente esperto, e molto dipenderà anche dalle funzionalità del software.
La fase di beta-testing servirà proprio ad analizzare sul campo pratico il sistema, e renderlo il più possibile "a misura d'AFOL".

Quali sono le vostre prime impressioni su questo sistema?

Può effettivamente essere utile?
Cosa potrebbe fare, secondo voi, oltre a riconoscere un elemento?

Sono in contatto diretto con gli sviluppatori, e se avete qualche domanda (alla quale non sono già in grado di rispondere io) la inoltrerò a loro.

P.S. Vi anticipo che la GETCOO ha già preso contatti con Bricklink e Brickscout per una possibile futura integrazione sulle rispettive piattaforme di vendita.

Vi allego anche qualche foto di anteprima della piattaforma web di gestione del magazzino:

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Aggiungo una precisazione: il prodotto vero e proprio che verrà venduto non sarà l'intero box, ma solo il top superiore:

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Questo è, come già detto, un prototipo. La versione definitiva avrà un profilo leggermente più basso e si innesterà su un supporto di brick (tutta la parte nera che si vede nella foto) che ognuno potrà costruire in autonomia.

Qui di seguito, alcuni dettagli del contorno che si incastrerà sugli stud.

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Le dimensioni del "top di scansione" consentiranno di personalizzare il box secondo le proprie esigenze, come in questo esempio:

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Ripeto: la parte superiore sarà più sottile nella versione definitiva e sarà compatibile con le dimensioni (anche in altezza) del sistema LEGO.

Per quanto riguarda la "scatola", si basa su una plate 16x16 con 3 muri di brick alto 12 il cui colore, in linea di massima, dovrà essere scuro.

Il prototipo attuale è alto 5 brick, mentre la versione finale sarà un brick più bassa. L'altezza è dovuta probabilmente alla scelta di posizionare i led di illuminazione in modo che non puntino direttamente sull'oggetto da inquadrare.

In questa foto si può meglio notare come il top sia LEGO "compliant".

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