Innovazione Tecnologica

Tutti i settori dell’ingegneria si avvalgono sempre più di nuove tecnologie e metodologie provenienti dall’ICT (Information and Communication Technology) per poter affrontare e risolvere problemi di misura, di elaborazione di segnali e dati, di simulazione e controllo. La sezione Innovazione Tecnologica si occupa, in particolare, di progetti che coinvolgono l’applicazione di nuove tecnologie elettroniche ed informatiche ai vari settori della Protezione Civile, e si avvale di personale scientifico altamente qualificato nei settori dell’elettronica e dell’elaborazione di segnali appartenente all’Università di Pavia ed afferenti all’Eucentre. Le attività di questa sezione e le tematiche affrontate comprendono lo sviluppo di nuovi sistemi di misura, la realizzazione di sensori, l’integrazione di sistemi di acquisizione di segnali e di dati distribuiti, lo studio e l’applicazione di sistemi di controllo.

Negli ultimi anni l’unità di Innovazione Tecnologica si è occupata di nuove metodologie per il controllo degli operatori d’emergenza in condizioni di emergenza (si vedano le Figure): queste metodologie nascono dall’impiego di sensori indossabili integrati direttamente nei capi d’abbigliamento degli operatori e abbinati a tecniche di fusione sensoriale che permettono la rilevazione automatica di condizioni di pericolo per l’operatore (quest’ultime possono essere associate alla rilevazione di parametri fisiologici e di attività del soggetto, ma anche a variabili dell’ambiente circostante, per esempio la presenza di gas tossici, l’innalzamento della temperatura e/o del flusso termico e.così via).

L’unità di Innovazione Tecnologia si interessa inoltre di sistemi di monitoraggio ambientale e strutturale basati sull’impiego di dispositivi elettronici autonomi: la diffusione di tali sistemi è relativamente recente e fortemente legata ai progressi tecnologici nella realizzazione di sensori e strumenti per l’elaborazione e la trasmissione dei segnali; chiaramente la possibilità di monitorare in modo continuo l’evoluzione temporale dello stato ambientale o di una struttura – sostituendo le attività di normale ispezione da parte di un operatore – presenta indubbi vantaggi rispetto all’esecuzione di misurazioni “puntuali”. La realizzazione di questi sistemi di monitoraggio richiede conoscenze in diversi ambiti, tra cui lo sviluppo e l’integrazione di sensori specifici e la realizzazione (ed ottimizzazione) di reti di comunicazione tra i sensori: attualmente la maggior parte dei sistemi di acquisizione esistenti è costituito da una rete di nodi collegati tra loro per mezzo di cavi che trasportano sia la corrente elettrica di alimentazione dei trasduttori, che i segnali rilevati; simili configurazioni impongono dei vincoli non trascurabili sul costo dell’infrastruttura di trasmissione ed anche sul numero e la localizzazione dei sensori stessi (specialmente nel caso di monitoraggio di strutture ed aree di grandi dimensioni); una soluzione auspicabile può essere fornita dall’impiego di reti wireless di sensori. In questo contesto, l’unità di Innovazione Tecno-logica intende sviluppare un’architettura di sensori per il monitoraggio ambientale e strutturale; la rete sarà costituita da un numero arbitrario di nodi, ovvero di dispositivi per l’acquisizione, elaborazione, archiviazione e trasmissione dei segnali prodotti da uno o più sensori; ciascun nodo dovrà essere indipendente dal punto di vista dell’alimentazione elettrica e dotato di interfaccia wireless per la comunicazione con gli altri nodi della rete. Dal punto di vista hardware si definiranno la quantità e le specifiche tecniche dei sensori che debbono essere supportati da ciascun nodo e dei dispositivi per la gestione dei segnali acquisiti. Dal punto di vista software si svilupperanno algoritmi per l’analisi “locale”dei segnali rilevati da ciascun nodo per un’ottimizzazione della trasmissione di soli parametri di interesse, ad elevato contenuto informativo. Infine l’infrastruttura sarà composta da un numero arbitrario di nodi sensoriali, da un nodo master di raccolta dati e da un’interfaccia grafica dell’utente remoto per la visualizzazione, l’elaborazione remota ed il recupero dei dati.

Negli scorsi anni la sezione di Innovazione Tecnologica ha partecipato attivamente al progetto ProeTEX (Protection e-Textile for Emergency Disaster Wear), finanziato dalla Comunità Europea, con l’obiettivo di sviluppare indumenti e dispositivi indossabili “intelligenti”, per gli operatori impegnati nella gestione di emergenze e disastri naturali ed industriali (incendi, soccorso post-terremoto, inondazioni, nubi tossiche, eccetera). La sezione di Innovazione Tecnologica si è occupata della definizione e continuo aggiornamento delle specifiche dei dispositivi e dei sensori integrati nei prototipi, anche servendosi di prove “sul campo” dei prototipi realizzati dai partner accademici ed industriali e delle richieste provenienti dai potenziali “utenti finali” dei prototipi; inoltre, insieme al gruppo di Telecomunicazioni e Telerilevamento di Eucentre, la sezione si è adoperata per la realizzazione dell’infrastruttura di trasmissione e visualizzazione remota dei dati raccolti dai sensori.

In questo contesto l’unità di Innovazione Tecnologica ha anche messo a punto alcuni algoritmi di riconoscimento dell’attività e dello stato dell’operatore basati su tecniche di analisi dei dati real-time e di fusione sensoriale. Nel 2012 sono stati presentati due progetti nell’ambito del programma europeo FP7, rispettivamente CBRN2 e E-GUARD che, pur avendo ottenuto giudizio positivi e superato le soglie di selezione, non sono purtroppo stati finanziati.

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