Al supermercato, nella zona delle casse si sente ripetutamente il suono “bip”: è il rumore che emette il registratore di cassa ogni volta che un prodotto si inserisce nello scontrino. Ma cosa succede in quella frazione di secondo? Come si legge un barcode? Come può bastare solo un semplice movimento?

Un’idea del 1948

Ormai i codici a barre non si notano più, da tanto si è abituati a vederli su prodotti di qualsiasi genere. Hanno una storia relativamente recente e sono il frutto di un’esigenza ben precisa: gli ingegneri Norman Joseph Woodland e Bernard Silver ascoltarono la necessità di automatizzare le operazioni di cassa da parte del presidente di un’azienda del settore alimentare e si ispirarono al Codice Morse. Dal brevetto del 1952 ad oggi c’è stata una continua evoluzione e addirittura la BBC ha giudicato i barcode come una delle “50 cose che hanno reso globale l’economia”.

Figura 1. Podcast della BBC, clicca sul link per ascoltare la puntata sui Barcode.

Esistono tantissime tipologie di codici con metodi di codifica differenti, il più diffuso per i prodotti che vengono letti dagli scanner dei punti vendita sono i GS1 EAN 13.
GS1 è un’organizzazione non profit che sviluppa standard globali per la comunicazione tra imprese e il suo scopo è la diffusione di codici a barre. Qualche numero per avere un’idea di cosa si sta parlando:
– 6 miliardi di codici GS1 vengono scansionati ogni giorno
– 100 milioni di prodotti hanno un codice GS1
– 1,5 milioni di aziende usano i codici GS1

Ecco un video che spiega la lettura dei barcode GS1 EAN-13: dalla codifica binaria al sistema per rilevare il giusto orientamento del codice.

Dritti in cassa

Alla cassa si possono incontrare due diverse forme di lettori: la pistola mobile e l’apparecchio fisso inserito nel banco. Dovendo scansionare piccoli codici da vicino, la tecnologia del sensore utilizzato in questi casi è CCD (Charge-Coupled Device, Dispositivo ad accoppiamento di carica).

Il funzionamento di entrambe le forme sopra citate è molto simile tra loro e si basa su un effetto dovuto alla carica, proprio come dice il nome.
Il codice è illuminato da dei LED e la luce che incide sul barcode reagisce in maniera diversa in relazione al tipo di barra che incontra. In particolare, quelle scure assorbono e quelle chiare riflettono. La quantità di energia emessa o riflessa è catturata sotto forma di carica elettrica e trasdotta in valori numerici: 1 per le barre scure e 0 per le barre chiare. In questo modo si ottiene un numero binario composto da 95 cifre (cfr. video precedente) che viene trasformato attraverso un sistema di elaborazione in informazioni leggibili e utilizzabili.
Un fattore determinante nella scelta di questo tipo di sensore è il tempo di svuotamento: per l’uso che se ne fa, le acquisizioni sono continue e quindi è necessario svuotare completamente la carica accumulata prima di procedere con una successiva operazione. Minore è il tempo di svuotamento, maggiore è la performance del sistema.

Un sistema complesso che garantisce l’efficienza

Tornando al banco su cui scorrono i prodotti: come può bastare il solo passaggio dell’articolo senza neanche badare all’orientamento o all’inclinazione dell’imballaggio?
Se si guarda attentamente all’interno della finestra trasparente si nota uno specchio: non è uno comune ma è uno specchio ad alluminatura frontale (First Surface Mirror). Questo tipologia è caratterizzata da un sottile strato di alluminio puro sulla superficie che garantisce l’assenza di doppie riflessioni e l’aumento del 90-95% di luce riflessa.

Figura 2. Differenza di riflessione tra uno specchio normale (a sinistra) e uno specchio alluminato (a destra). Nel secondo caso, non c’è spazio (corrispondente a due volte lo spessore del vetro) tra l’oggetto e la sua immagine riflessa.

Grazie a questo strumento, lo scanner è in grado di leggere il barcode velocemente e in modo accurato da ogni angolazione. Inoltre, nel software del sistema, è programmato anche un ritardo nel tempo di acquisizione che previene la doppia scansione dello stesso prodotto.

Nel futuro

La ricetta per ottenere il supermercato del futuro comprende un insieme di sensori ad alta precisione, machine learning e telecamere intelligenti. Questo mix esiste già e si chiama Amazon Go, una futura catena di negozi in cui non si deve pagare in alcuna cassa, basta scansionare una volta il codice relativo al proprio account Amazon per il pagamento, inserire i prodotti desiderati nella propria busta e uscire. Il personale è comunque presente e gli strumenti che controllano il movimento dei prodotti sono altamente precisi: basti pensare che oltre a sofisticate telecamere ci sono anche sensori di peso sugli scaffali che riconoscono la presenza o l’assenza di ogni singolo articolo.

Fonti:
[1] Figura 1: https://www.bbc.co.uk/programmes/p04b1g3c/episodes/downloads
[2] How Does A Barcode Scanner Work? – Two Way Mirrors (https://www.youtube.com/watch?v=UGwgJMGQG-c&list=LL&index=10&t=3s)
[3] Codici a barre – Wikipedia (https://it.wikipedia.org/wiki/Codice_a_barre)
[4] GS1 Italy (https://gs1it.org/)
[5] Figura 2: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Specchi.jpg
[6] CCD: https://www.snapweb.net/it-it/whitepagesdetails/367/lettore-barcode-ccd-o-laser_
[7] Amazon Go: https://www.aboutamazon.it/notizie/innovazioni/amazon-go