AURORA – Aplicação de Óculos de Realidade Aumentada para Operações Industriais

Objetivo geral Desenvolver, validar e preparar para industrialização uma nova geração de óculos de Realidade Aumentada baseados na tecnologia HIDO, evoluindo de TRL ̃4 para TRL 9 e demonstrando ganhos claros de produtividade, qualidade e rastreabilidade em operações industriais reais. Objetivos técnico-científicos por eixo Microdisplays e backplane • Conceber e fabricar microdisplays uLED com ênfase no emissor vermelho AlGaInP/GaAs, com pitch sub-10 μm e operação em correntes por pixel na gama 0,36–30 μA. • Desenvolver backplane CMOS composto por mini-ASIC (driving e sensing por pixel) e master IC (interface SPI/MIPI, multiplexação e referências), assegurando taxa de atualização =100 Hz. • Integrar uLED+CMOS por epitaxial lift-off, flip-chip bonding e redistribution layers de alta densidade, atingindo uniformidade de luminância com variação =5% e estabilidade térmica adequada a operação contínua. • Atingir luminâncias alvo no emissor de ~9 k-nits (interior) e ~53 k-nits (exterior), preservando contraste e uniformidade, com tempos de resposta sub-milissegundo. Ótica plana e filtros • Projetar e fabricar metalentes com espessura total <500 μm, eficiência de transmissão =90% (na banda útil), NA 0,5–0,7 e FOV efetivo 50°–70°. • Desenvolver filtros passa-banda estreita (Fabry-Perot) para RGB com FWHM =15 nm e baixa rugosidade, garantindo seletividade espectral e baixo crosstalk. • Validar a integração metalentes+filtros com o emissor e com a ótica holográfica, maximizando MTF e minimizando aberrações cromáticas. Ótica holográfica e lente HIDO • Projetar elementos óticos holográficos embebidos que colimam e direcionam a luz para o olho, mantendo transparência fora da banda ativa. • Integrar módulos emissores distribuídos na lente, assegurando estabilidade binocular e plano de foco aparente confortável, com brilho utilizável em ambientes de elevada luminância. • Garantir qualidade de imagem com jitter angular impercetível e ausência de artefactos que induzam fadiga. Unidade de cabeça (hardware) e software base • Conceber frames, eletrónica e gestão térmica para peso total <180 g e autonomia de utilização contínua =6 horas em ambiente industrial. • Disponibilizar SDK/firmware que garanta renderização de sobreposições 3D a =30 fps e latência end-to-end (sensores?renderização) =120 ms. Software industrial e integração • Adaptar a plataforma de RA industrial para o hardware HIDO, com conectores para MES/ERP e IoT/5G, sincronização com instrumentos digitais (p. ex., torquímetros) e trilhos de rastreabilidade por etapa. • Implementar sobreposições 3D estáveis ancoradas ao mundo (SLAM robusto) e registos automáticos de evidência (fotos/telemetria) por passo. Inteligência artificial aplicada • Desenvolver modelos para deteção “single-shot” e pose 6D de componentes, com F1=0,90 em condições de fábrica (variação de iluminação, oclusões parciais). • Implementar leitura/validação de parâmetros de dispositivos digitais em tempo real e geração de instruções passo-a-passo sensíveis ao contexto, suportando invocação de ferramentas especializadas. • Garantir operação on-device/edge sempre que necessário para privacidade e latência. Fatores humanos e ergonomia • Conduzir testes psicofísicos e ergonómicos que orientem o design centrado no utilizador, visando reduzir tempo de aprendizagem =10% e reduzir erros =10% face a procedimentos convencionais. • Alcançar =80% de satisfação dos utilizadores em métricas padronizadas de usabilidade e conforto. Validação operaci