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 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

Advanced Smart vessel TRAffic controL system
(Sistema intelligente avanzato di controllo del traffico marittimo).

Rigel Engineering, sfruttando l’esperienza guadagnata dai Progetti europei RTD sui Sistemi VTS, ha messo in pratica una generazione completamente nuova di workstation VTS a basso costo ed alte prestazioni. L’implementazione di nuove tecniche di elaborazione di oggetti e navi permette il rendimento a due dimensioni delle aree controllate e degli obiettivi, attraverso un’interfaccia molto sofisticata e procedure automatiche di sorveglianza che possono essere adattate sia a navi per grandi porti (dove le procedure in tempo reale sono molto importanti per monitorare e controllare il movimento dei veicoli in caso di congestione del traffico e rischio di collisioni), sia a piccole piattaforme vicino alla costa dedicate all’estrazione di gas e petrolio.
Due parti di base compongono il sistema ASTRAL: un sottosistema di elaborazione real-time parallelo capace di gestire un grande ammontare di dati critici provenienti da radar, sviluppato da ALENIA S.p.A., e un sottosistema operatore in grado di supportare sofisticati modelli di previsione e scenari per il coordinamento del traffico navale e capace di gestire situazioni critiche.

• il progetto nel dettaglio

SEEDS è un Ambiente di Simulazione distribuito (SE, Simulation Environment) HPCN composto di potenti workstation connesse in una rete locale con l’obiettivo di valutare Sistemi Avanzati di Controllo e Guida del Movimento di Superficie (A-SMGSC, Advanced Surface Movement Guidance and Control Systems). SE permette la definizione e la valutazione delle prestazioni tecnologiche che occorrono per implementare nuove funzioni e procedure per i sistemi A-SMGSC, per formare nuovi ruoli all’interno dell’aeroporto, per introdurre nuovi strumenti automatici e interfacce di supporto alle decisioni degli operatori A-SMGSC.
L’architettura del software, definita usando la notazione UML (Unified Modelling Language), è basata su CORBA/DIS, che permette la scalabilità del sistema, mappando i diversi oggetti su workstation o PC eterogenei. Sono state usate tecniche per bilanciare il caricamento con lo scopo di ridurre il potere di computazione necessario, la percentuale dei dati e la latenza sulla rete. In particolare, sono state confrontate l’architettura centralizzata e quella distribuita, adottando per SEEDS la seconda per le sue migliori prestazioni. Per sincronizzare i processi in ambiente distribuito sono stati usati meccanismi di sottoscrizione e notifica.

• il progetto nel dettaglio