Progetto Innovativo Dettaglio

Briciole di pane

Progetto Innovativo Dettaglio

Aggregatore Risorse

Sentinel

Sistema full-electric di monitoraggio industriale con tecnologie per l’ambiente e intelligenza artificiale

Data Inizio

01 gen 2021

Data Fine

01 giu 2022

Budget

281.852,00 €

Obiettivi Specifici

Il primo WP del progetto Sentinel prevede la definizione e l’integrazione dei sensori di analisi e di visione intelligenti nelle piattaforme robotiche aerea e su binario, con gli hardware e i relativi software di acquisizione, elaborazione e fusione dei dati.

Si tratta del punto chiave del progetto, in quanto una corretta scelta della sensoristica e del relativo hardware di gestione ha un impatto importante sull’affidabilità globale del sistema di monitoraggio.

Sarà fondamentale il supporto di due degli enti di ricerca coinvolti, l’Istituto per la Bioeconomia del CNR e il DII dell’Università di Pisa, grazie alla pluriennale esperienza su questi argomenti, effettuando un trasferimento tecnologico verso le aziende partner.

Il secondo work package prevede la revisione dei layout dei sotto-sistemi RAIL e Horus, con particolare attenzione alle prestazioni e alle interfacce elettriche e meccaniche per i sensori definiti nel WP1.

Grande importanza sarà data allo studio dei materiali con lo scopo di garantire i requisiti di modularità, manutenibilità, nonché di resistenza strutturale e ambientale e di leggerezza, quest’ultimo soprattutto atto ad assicurare adeguate performance di volo all’APR Horus.

Al termine delle attività di analisi e di progetto si procederà con gli approvvigionamenti del materiale e quindi con la costruzione meccanica ed elettrica dei sotto-sistemi. Queste attività saranno svolte seguendo i processi certificati ISO9001 di Sigma Ingegneria, mediante l’uso di procedure di lavoro dettagliate in termini di tempi esecutivi e verifiche da svolgere ad ogni passo, per garantire un prodotto conforme e quindi ottimizzare le successive attività di test e validazione.

Nel WP3 sarà definito e sviluppato il software di monitoraggio del sistema Sentinel. Tale applicativo rappresenta il punto di connessione tra le piattaforme robotiche ed il centro di controllo, quindi dovrà garantire adeguate performance e automatismi nella trasmissione e nella visualizzazione dei dati necessari anche per limitare eventuali disattenzioni dovute a attività di routine o carichi di lavoro eccessivi. Saranno quindi definiti e realizzati strumenti per la gestione dei dati e per l’analisi, i cui output saranno messi a disposizione per le HMI.

L’interfaccia sviluppata sarà intuitiva, con elementi grafici con impatto visivo immediato, studiati seguendo le regole dell’ergonomia nelle interazioni uomo-macchina; essa sarà progettata in modo da essere adatta a diversi supporti digitali, dal PC al dispositivo mobile (smartphone o tablet), fino all’head mounted display sul quale l’operatore avrà la possibilità di monitorare in tempo reale quanto inquadrato dai sensori di visione con dati di telemetria sovraimpressi.

All’interno del presente pacchetto di lavoro sarà definito e sviluppato lo scenario di simulazione virtuale, strumento atto a fornire agli operatori addetti al monitoraggio un’adeguata formazione all’uso del sistema Sentinel e una corretta risposta procedurale ad eventuali malfunzionamenti o guasti.

Le attività di questo WP saranno quasi interamente svolte da Dreamslab S.r.l., spin-off della Scuola Normale Superiore di Pisa, con supporto delle aziende partner per la definizione dei requisiti dell’ambiente di simulazione e altri dettagli inerenti agli scenari e ai modelli dinamici da riprodurre.

Al fine di validare il sistema Sentinel, verranno programmati ed eseguiti dei test sia relativi ai vari sotto-sistemi che per verificare le funzionalità del robot ibrido completo, in modo concorde allo svolgimento delle attività progettuali e realizzative descritte nei precedenti WP.

Ciascuna attività di verifica di seguito descritta sarà accompagnata da documenti di pianificazione dei test, definiti sulla base della reale operatività del sistema e su potenziali guasti o malfunzionamenti in modo da coprire un’ampia casistica e quindi validare correttamente il sistema e le sue parti.

Tecnologie Abilitanti

Il problema del monitoraggio degli impianti industriali è attualmente un onere economico e sociale importante. Nonostante i costi elevati stanziati dalle industrie per tali attività, non ci sono ancora tecnologie in grado di ridurre i costi operativi e migliorarne la sicurezza. Le attuali tecnologie necessitano di una formazione complessa per garantire agli operatori adeguata sicurezza e quindi la mitigazione dei rischi derivanti da tali attività.

Spesso si tratta di siti sensibili nei quali i gestori devono garantire la sicurezza sia per il personale interno che di quello civile che può essere coinvolto esternamente al sito, nonché limitare l’eventuale impatto ambientale derivante da piccoli malfunzionamenti o incidenti più rilevanti.

Con riferimento agli incidenti in impianti industriali critici, quasi la metà di essi è legato al fattore umano, inteso come carenza comportamentale e/o organizzativa: tali eventi sono spesso da attribuire a valutazioni dei rischi inadeguate, sistemi di supervisione e controllo insufficienti o a carenze in termini di cultura della sicurezza e formazione.

In tale contesto, l’obiettivo del progetto Sentinel è quello di finalizzare lo sviluppo di un sistema di monitoraggio industriale basato su un innovativo concetto di piattaforma robotica ibrida integrata, composta da un carrello capace di muoversi su un binario e da un drone aereo multirotore realizzato quasi interamente con tecnologie di produzione additiva ed in grado di sollevare carichi utili rilevanti.

I sensori di bordo avranno un ruolo fondamentale nel garantire un elevato livello di automazione, quindi un’alta affidabilità delle operazioni di monitoraggio. Ad essi saranno associati algoritmi di intelligenza artificiale capaci di “fondere” i dati rilevati e restituire informazioni già integrate ed elaborate.

I vari sotto-sistemi saranno connessi ad un’unità centrale che consentirà di monitorare in tempo reale lo stato del sistema ed i rilevamenti effettuati, nonché di storicizzare le informazioni acquisite. Questo risulta fondamentale per successive analisi statistiche con algoritmi per l’analisi di big data al fine di effettuare attività di prevenzione.

Gli operatori addetti al monitoraggio avranno a disposizione sia un semplice monitor con dashboard per avere sotto controllo tutti i parametri del sistema, sia un casco indossabile per la realtà aumentata sul quale sarà proposto lo streaming video del carrello o del drone aereo con la sovrapposizione dei principali dati di telemetria.

Sentinel sarà affiancato da uno strumento di addestramento con realtà virtuale, capace di migliorare le prestazioni degli operatori e di fornire ai responsabili della sicurezza una metodologia per definire e testare le procedure di emergenza da attuare in caso di malfunzionamenti o incidenti.

Particolare attenzione sarà data alla scelta dei materiali. Horus nasce come drone realizzato quasi interamente per stampa 3D; tale strategia progettuale e realizzativa sarà portata avanti con studio e testing di materiali, considerando la compatibilità con gli ambienti industriali, talvolta aggressivi, nei quali il sistema potrà operare.

Durante il progetto si procederà alla costruzione di una versione dimostrativa del sistema per i test, tale da essere rappresentativo degli scenari degli impianti industriali potenzialmente interessati all’integrazione del sistema di monitoraggio.

Partners esterni

Soci coinvolti

Mostra altro

Galleria multimediale

Drone_Horus.png
Foto RAIL Saline di Volterra.png
Illustrazione Sentinel.png