Sviluppo di Sensori Ottici Avanzati

Il progetto si propone lo sviluppo di una nuova tipologia di sensori di luce adatti ad applicazioni aereo/spaziali e nella loro applicazione alla realizzazione di un sistema di analisi spettroscopica innovativo per camere a vuoto. I rivelatori di luce sono basati sui cosiddetti fotomoltiplicatori a stato solido, o avalanche diodes in geiger mode (SiPM dall’inglese Silicon PhotoMultiplier). Si tratta di una nuova tecnologia per la rivelazione della radiazione elettromagnetica visibile, che è in corso di sviluppo dopo gli studi pionieristici condotti negli ultimi dieci anni da varie università italiane ed estere. Il vantaggio di questo nuovo tipo di rivelatori consiste nella loro sensibilità elevata (che rende possibile la visione in condizioni di semi-oscurità), il piccolo livello di rumore e la loro velocità di risposta (tempi caratteristici dell’ordine dei nanosecondi). Questi sensori sono particolarmente adatti a sviluppare sistemi diagnostici avanzati (basati su tecniche di analisi spettrale), robotici, da poter usare per indagini sperimentali in remoto su propulsori elettrici satellitari all’interno di grandi camere di simulazione spaziale.

Le possibili applicazioni di questa tipologia di rivelatori sono innumerevoli e spaziano dall’elettronica di consumo (come le telecamere e le fotocamere digitali), ai sensori scientifici (ad esempio quelli per l’astronomia, l’osservazione della Terra e dei pianeti), ai sistemi biomedici (diagnostica per immagini), fino ai robot, ai sistemi di visione, alle applicazioni militari (visione notturna), etc. Si noti che la grande sensibilità di questi rivelatori può essere utilizzata per lo sviluppo di sensori che operino in condizioni di scarsa illuminazione, oppure per ottenere forti aumenti della risoluzione spaziale e/o spettrale di sistemi ad immagine operanti in condizioni ordinarie di illuminazione (e.g. i sensori per l’osservazione della Terra).

Il contributo di Rigel al progetto si focalizza sulla stesura di un software di gestione della produzione, compreso la documentazione dei test e delle specifiche dei componenti indispensabili per la produzione di oggetti qualificati per lo spazio e sulla implementazione dei programmi di controllo del sistema e dei programmi di analisi e display dei dati relativi  su sistema operativo Linux (opzionalmente trasportabile su Windows).

Programma di ricerca:

Progetto realizzato con il contributo della Regione Toscana, cofinanziato dal FESR per l’obiettivo “Competitività regionale e occupazione” anni 2007-2013.

POR CreO FESR 2007-2013 Asse 1 Attività 1.1 Linea di intervento A

MINOAS progetto di ricerca e sviluppo nell’ambito del Settimo Programma Quadro della Commissione Europea, rappresenta un’ importante evoluzione nell’economia marittima, si occupa, in particolare, di facilitare i processi e minimizzare i tempi di inattività, reingegnerizzando l’intera metodologia di ispezione di una nave, introducendo un innovativo sistema che utilizza tecnologie all’avanguardia, formulando al tempo stesso una nuova standardizzazione dell’intero processo di ispezione.

MINOAS propone lo sviluppo di una nuova infrastruttura che sostituisca parte del personale umano, sulla nave, con robot opportunamente abilitati alla locomozione; questo dunque consentirà al personale adibito alle operazioni di ispezione di poter svolgere le proprie funzioni in modo virtuale dalla “control room” della nave, piuttosto che direttamente nella stiva o in altri luoghi da ispezionare.

Il risultato è che il numero e la sequenza di compiti richiesti è ottimizzato e l’intera procedura di ispezione è allineata alla corrente tendenza adottata in simili operazioni di ispezione, esplorazione e sorveglianza. Inoltre viene migliorata la percezione umana attraverso l’utilizzo di strumenti (sensori) ad alta risoluzione, congiuntamente al supporto della parallela elaborazione informatica fornita dal sistema MINOAS.

Il sistema, come detto, impiega robot con avanzate capacità di locomozione, con set di strumenti integrati per la realizzazione dei compiti previsti dal processo di ispezione. Lo sviluppo di tecniche di controllo e di algoritmi che conferiscono una natura semi-autonoma alle operazioni dei robot, e un sistema di controllo che fornisce un ambiente virtuale per l’utente, consentirà l’elaborazione in tempo reale dei dati raccolti, agendo dunque come sistema di supporto alle decisioni, per le operazioni dell’ispettore.

Project manager per il progetto TORIMAN è Francesco Spadoni, Responsabile della Ricerca di Rigel Engineering.

Scheda Progetto MINOAS

Settimo Programma Quadro, Sustainable Surface Transport,Call 1 (FP7-SST-RTD-1)

Topic: Innovative Product Concepts (2008.5.2.1)

Projetc Number: 233715

Project scheme: Collaborative Project

Nome: MINOAS (Marine INspection rObotic Assistant System)

Prime contractor : RINA S.p.a (Italia)

Partners: Rigel Engineering (Italia), Glafocs Marine (Grecia), German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI) (Germania), University of Balearic Islands (Spagna), Horama (Grecia), CNR-ISSIA (Italia), LLoyd’s Register of Shipping (Inghilterra), Dolphin Shipyard (Bulgaria), Neorion Shipyard (Grecia).

Fig 1. Area interna della nave da ispezionare

Fig 2. Architettura del Sistema MINOAS

Fig 3. Esempi di sensori nel Sistema MINOAS

La realizzazione del progetto, che ha ottenuto per la sua qualità ed innovazione un co-finanziamento dalla Regione Toscana, prevede lo sfruttamento e approfondimento di tecnologie, conoscenze ed approcci innovativi risultati di attività di R&S svolte da Rigel Engineering in ambito internazionale, nel contesto di progetti co-finanziati dalla Comunità Europea e nazionale (Docup 1.8).

Le principali problematiche di ricerca sono le tecnologie per manutenzione predittiva basati su modelli stocastici, modelli avanzati di elaborazione dei dati e valutazione del rischio, approcci innovativi nelle interfacce utente per il supporto alle decisioni e tecnologie di Collaborative Working Environment.

Il progetto TORIMAN prevede attività di analisi, progettazione, sperimentazione, prototipizzazione e trasferimento tecnologico. Nell’ambito del progetto è prevista l’attivazione di una collaborazione tra la società proponente ed il gruppo di lavoro del Prof. Enrico Vicario, Centro per la Comunicazione e la Integrazione dei Media (MICC) dell’Università di Firenze. Tale collaborazione, in cui MICC e Rigel investono significative risorse, ha l’obiettivo di condurre attività di ricerca volte alla modellazione e valutazione automatica dell’affidabilità dei componenti e delle condizioni di rischio, sulla base delle misure ottenute dalla sensoristica a bordo dei natanti, dagli altri sistemi di bordo e da sorgenti esterne, da integrare nel sistema TORIMAN

Il principale obiettivo a lungo termine di questa iniziativa imprenditoriale è la costituzione di una Virtual Enterprise, una rete di imprese specializzate distinte ma tra loro strettamente cooperanti, capace di sostenere un’offerta competitiva e completa di servizi specialistici per l’assistenza a distanza e la manutenzione alle imbarcazioni.

I servizi di assistenza saranno relativi ai processi di manutenzione, riparazione, protezione dei beni e persone (security), sicurezza delle persone in mare (safety). A titolo di esempio, tra le operazioni gestite a distanza dal centro di controllo vi saranno: operazioni di verifica e supervisione della manutenzione, supporto alle operazioni di manutenzione ordinaria e straordinaria, identificazione precoce dei guasti, supporto e supervisione agli equipaggi per semplici riparazioni e tuning, videosorveglianza, rilevamento intrusioni, gestione delle emergenze, etc.

I servizi sono: (i) erogati via web impiegando diversi tipi di connessione, dal satellite, WI-FI, 3G dati, a seconda della convenienza e disponibilità, (ii) sono forniti da attori diversi, ognuno a seconda delle proprie competenze e responsabilità, e (iii) sono integrati in un unico Centro di Controllo Virtuale, abilitato e supportato dalla piattaforma informatica TORIMAN.

Project manager per il progetto TORIMAN è Francesco Spadoni, Responsabile della Ricerca di Rigel Engineering.

Il progetto TORIMAN ha vinto il Premio Vespucci 2009 per la categoria “Ricerca Industriale“, con la seguente motivazione :

“Nella nostra regione, la rilevanza del settore della nautica, sia per quanto riguarda la produzione che l’utilizzazione di imbarcazioni, valorizza ancora di più il progetto di piattaforma informatica per l’assistenza a distanza e la manutenzioni delle imbarcazioni: manutenzione, riparazione, protezione dei beni e persone (security), sicurezza delle persone in mare (safety).”

• Il progetto nel dettaglio

Sistema avanzato per il monitoraggio efficiente della sicurezza ed il supporto decisionale dedicato alla protezione e sorveglianza di aree critiche

Il progetto di ricerca pre-competitiva OCTOPUS è stato incentrato sulla realizzazione, attraverso attività di analisi, progettazione, sperimentazione, prototipizzazione e trasferimento tecnologico, di un sistema avanzato per il monitoraggio efficiente della sicurezza ed il supporto decisionale dedicato alla protezione e sorveglianza di aree critiche (porti, aeroporti, siti e beni di interesse artistico/architettonico, centri commerciali, impianti industriali). I principali risultati del progetto sono costituiti dalla acquisizione di una serie di importanti conoscenze tecnologiche e dalla realizzazione di alcuni prototipi, non direttamente commercializzabili, dei moduli componenti il sistema OCTOPUS.

La realizzazione del progetto ha consentito lo sfruttamento e approfondimento di tecnologie, conoscenze ed approcci innovativi risultati di attività di R&S svolte da Rigel Engineering in ambito internazionale, nel contesto di progetti co-finanziati dalla Comunità Europea. Tra le principali problematiche di ricerca affrontate possiamo citare le tecnologie per reti di sensori wireless distribuite, modelli avanzati di elaborazione dei dati e valutazione del rischio, e approcci innovativi nelle interfacce utente per il supporto alle decisioni.

È stata positivamente attivata e portata a conclusione una collaborazione tra la società proponente ed il Centro per la Comunicazione e la Integrazione dei Media (MICC) dell’Università di Firenze. Tale collaborazione aveva l’obiettivo di condurre attività di ricerca volte alla modellazione e valutazione automatica delle condizioni di rischio sulla base delle misure dei sensori wireless, da integrare nel sistema OCTOPUS.

Alla sua conclusione, alla data del 31 Ottobre 2007, il progetto ha conseguito la totalità dei propri obbiettivi, raggiungendo importanti avanzamenti tecnologici ottenuti anche grazie alla proficua collaborazione stabilita tra la società proponente ed il gruppo di lavoro del Prof. Enrico Vicario del centro di ricerca MICC (Centro di Eccellenza per l’Integrazione dei Media di Firenze).

Tale collaborazione ha avuto un duplice beneficio per le parti interessate, consentendo alla società Rigel Engineering l’applicazione di soluzioni estremamente innovative ad alcune problematiche di monitoraggio efficiente della sicurezza e di supporto decisionale, e contemporaneamente ha permesso al centro di ricerca l’applicazione di tecnologie, risultato delle proprie attività di ricerca di base, in ambienti e scenari reali, analizzandone e documentandone l’efficacia.

Il progetto OCTOPUS è stato realizzato grazie al cofinanziamento della Regione Toscana, nell’ambito della Misura 1.8 del DOCUP Obiettivo 2, anni 2000-2006, fondi strutturali della Comunità Europea

Project manager per il progetto OCTOPUS : Francesco Spadoni, Responsabile della Ricerca di Rigel Engineering.

• Il Progetto nel dettaglio
• Sito Docup Regione Toscana

Gestione Integrata delle Emergenze ed il Supporto Decisionale in Ambito trasporto Marittimo

GIESDAM è un innovativo progetto di ricerca e sviluppo precompetitivo, eseguito dalla società Rigel Engineering S.r.l. e relativo allo sviluppo di un sistema per la Gestione Integrata delle Emergenze ed il Supporto Decisionale nell’Ambito del trasporto Marittimo.

Il progetto prevede lo studio, la progettazione e lo sviluppo di un insieme di prototipi componenti la soluzione innovativa GIESDAM, che attraverso le successive fasi di reingegnerizzazione e commercializzazione del prodotto, verrà immessa sul mercato.

Il progetto GIESDAM è stato realizzato grazie al cofinanziamento della Regione Toscana, nell’ambito della Misura 1.8 del DOCUP Obiettivo 2, anni 2000-2006, fondi strutturali della Comunità Europea

Il progetto ha consentito il raggiungimento di importanti avanzamenti tecnologici ottenuti grazie all’attivazione di una proficua collaborazione tra la società Rigel Engineering ed il gruppo di lavoro del Prof. Enrico Vicario del centro di ricerca MICC (Centro di Eccellenza per la Integrazione dei Media di Firenze, attore di primaria importanza nel panorama internazionale della ricerca).

Il trasferimento tecnologico ha consentito alla nostra società líapplicazione di soluzioni estremamente innovative ad alcune problematiche di sicurezza ed efficienza nella gestione del trasporto marittimo, e contemporaneamente ha permesso al MICC la verifica operativa delle tecnologie risultato delle proprie attività di ricerca di base, analizzandone e documentandone líefficacia in ambienti e scenari reali.

• Il progetto nel dettaglio
• Sito Docup Regione Toscana

Intelligent Tools for Emergency Applications & Decision Support
(Strumenti Intelligenti per Applicazioni di gestione delle Emergenze e Supporto Decisionale).

Il progetto ITEA-DS analizza, progetta ed implementa sistemi e strumenti per la stima di situazioni d’emergenza e monitoraggio dell’impatto ambientale e supporto decisionale (con specifica attenzione al mantenimento preventivo e condizionale). Per di più ITEA-DS enfatizza il ruolo della standardizzazione delle interfacce di bordo e modello dei dati come significativo mezzo per sviluppare e diffondere tali applicazioni.
ITEA-DS usa le ultime soluzioni tecnologiche informatiche per implementare nuove applicazioni e sistemi. In particolare, l’utilizzo sicuro ed efficiente della tecnologia Internet, Java, sistemi ad architetture largamente distribuite e tecnologia agente, rappresenteranno i principali elementi tecnici che saranno sfruttati in questo progetto.
ITEA-DS propone un concetto innovativo per l’integrazione di strumenti di supporto decisionale e valutazione di situazioni che contribuirà alla creazione di un ITS (Intelligent Transport System, Sistema di Trasporto Intelligente) più sicuro (per gli equipaggi, così come per le navi e le merci) e con un buon impatto ambientale.

• il progetto nel dettaglio

• Sito ITEA-DS: www.portauthority.li.it/itea-ds.htm

Forest Environment Monitoring and Management System
(Sistema di gestione e moritoraggio dell’ambiente forestale)

Il principale obiettivo del progetto FOREMMS è di sviluppare il prototipo di un sistema avanzato per la gestione dell’ambiente forestale. Il prototipo operativo è in grado di monitorare l’intera Europa, dando precise e coerenti informazioni sullo stato ambientale e lo sviluppo delle foreste europee.
Il principale risultato del progetto FOREMMS è un prototipo di un sistema avanzato di gestione dell’ambiente forestale, in grado di monitorare tutte le foreste europee fornendo importanti informazioni sullo stato e lo sviluppo ambientale in qualsiasi momento.
Il monitoraggio darà informazioni sulle condizioni della foresta supportando la gestione della foresta stessa. Sarà significativo per l’individuazione dell’inquinamento e per il suo controllo, per la scoperta di eventi improvvisi e per il monitoraggio di lenti cambiamenti cronici.

• il progetto nel dettaglio

• sito Foremms: www.nr.no/foremms

Ship Integrated Decision Support System
(Sistema Integrato di Supporto Decisionale per Navi).

E’ un progetto ha come obiettivo la definizione e il design di un Sistema di Supporto Decisionale per supportare utenti di bordo e di terra nelle loro decisioni, con lo scopo di:

• ridurre i costi operativi e di logistica nel trasporto marittimo,
• accrescere i livelli di efficienza e sicurezza della nave,
• incrementare la protezione ambientale.

Il sistema acquisisce informazioni da sensori ed equipaggiamenti di bordo, le integra, le mette in relazione tra loro e le mostra in modo ergonomico agli utenti per fornire loro una sintetica e comprensiva fotografia della situazione presente e della sua prevista evoluzione futura.
I dati acquisiti includono informazioni ambientali ed operative, oltre a quelle relative all’efficienza dell’equipaggiamento principale (motori, generatore di energia elettrica, equipaggiamento antincendio, usura dello scafo, situazione del carico).

• il progetto nel dettaglio

UNDER CONSTRUCTION

Added Value Information Vissemination from hydrographical data sets
(Disseminazione di Informazione con Valore Aggiunto da insiemi di dati idrografici).

AVID (Added Value Information Dissemination from hydrographical data sets, Disseminazione di Informazione con Valore Aggiunto da insiemi di dati idrografici) è un progetto a costi condivisi dal programma Info2000 della Commissione Europea – DG XIII.
Nelle banche dati degli uffici idrografici pubblici vi è un’abbondanza di informazioni riguardanti il mare.
AVID ha sviluppato un prototipo di servizio in linea per fornire l’accesso a queste informazioni sia ad utenti generali sia a quelli specializzati. Dati su batimetria (misurazione della profondità), topografie delle coste, sedimentologia, onde, correnti, maree, punti di riferimento, boe e fari, luci e limiti marini sono stati resi disponibili.

• il progetto nel dettaglio