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  TitoloRilevazione di sostanze mediante veicolo pilotato da remoto da dispositivo aptico
  Sommario
L’invenzione rende più efficiente la localizzazione di emissioni mediante un robot mobile (ad es. drone) dotato di un sensore per la misura di un parametro ambientale e guidato a distanza da un operatore. La misura viene elaborata in tempo reale per restituire all’operatore, tramite un’interfaccia aptica, una forza che si oppone a comandi che allontanano il robot dalla direzione di massima intensità e agevola invece la guida dell’operatore in direzione della fonte emissiva.
  Stato della tecnica
L’utilizzo di velivoli autonomi per la ricerca di sorgenti radioattive è stato proposto in passato esclusivamente in applicazioni indoor, senza considerare la possibilità di integrare supporti per la teleoperazione con interfacce aptiche. D’altra parte, l’uso di interfacce aptiche con ritorno di forza per il controllo di velivoli autonomi è stato sperimentato esclusivamente per evitare ostacoli oppure per segnalare all’operatore la deviazione dell’attuale posizione del velivolo rispetto alla posizione desiderata.
  Invenzione
Il brevetto depositato riguarda il sistema complessivo e il metodo che esso integra per la rilevazione e localizzazione di sorgenti emissive di sostanze inquinanti o comunque di interesse. Il metodo si basa sulla misura in tempo reale della intensità della sostanza e sulla sua restituzione all’operatore attraverso un joystick a ritorno di forza, ovvero attraverso il canale aptico, che in questo caso integra efficacemente o sostituisce altri canali sensoriali come quello visuale e uditivo. E’ stato realizzato un prototipo costituito da un sistema aereo a pilotaggio remoto (drone), un sensore per misura di radiazione Gamma e un sistema di guida con interfaccia aptica. Il prototipo è stato dimostrato presso un’azienda in cui era presente sorgente emissiva di radiazione Gamma Ir192 (protocollo di test eseguito sotto supervisione ARPAE, tecnologia dimostrata in ambiente rilevante TRL6) e in una discarica in esercizio per rifiuti solidi urbani (tecnologia dimostrata in ambiente operativo TRL7). Negli esperimenti condotti la fonte emissiva, situata in posizione non visibile all’operatore a qualche decina di metri, è stata localizzata in pochi minuti con un errore comunque inferiore a 2 m con il solo feedback sensoriale restituito per via aptica. Ulteriori test hanno confermato l’efficacia del sistema e relativo metodo nel ridurre il tempo necessario per la localizzazione della fonte emissiva e nell’alleviare la fatica mentale associata alla guida a distanza di sistemi teleoperati.
  TitolaritàUniversità di Parma; Consiglio Nazionale delle Ricerche
  Proprietà industrialeFamiglia di brevetto WO2017055962 (A1) (IT, US)
  E-mail di contattofederica.bonazzi@unipr.it
  TagsUAV, drone, monitoraggio ambientale, pilotaggio remoto, rilievi ambientali, radiazioni, inquinamento
  Vantaggi
- Monitoraggio e rilevazione a distanza di fonti di inquinamento, gas nocivi, radiazioni Gamma e altre radiazioni elettromagnetiche senza esposizione di operatori. - Maggiore velocità ed accuratezza nella localizzazione delle sorgenti emissive. - Evita l’esplorazione sistematica, onerosa, orientando la ricerca delle fonti emissive in aree di interesse in relazione all’intensità del segnale misurato e all’esperienza dell’operatore. - Usa in modo ottimale l’autonomia del sistema robotico che esegue il monitoraggio ambientale. I velivoli a pilotaggio remoto operano a bassa quota ma hanno un’autonomia di volo limitata. - Riduce la fatica mentale associata alla guida di un sistema robotico teleoperato quando basata sul solo feedback visuale (diretto o su monitor). Si riduce quindi la probabilità di commettere errori in un’operazione critica.
  Applicazioni
- Sistemi di monitoraggio ambientale: dogane, discariche, depositi di materiale - Rilievi in condizioni di emergenza e identificazioni di situazioni di pericolo dopo incidenti CBRN - Scenari operativi search & rescue
  Stadio di sviluppo
Prototipo costituito da mini-velivolo (UAV) a pilotaggio remoto con rilevatore spettroscopico di radiazioni Gamma e stazione a terra con interfaccia aptica per assistere l’operatore nella guida del velivolo. Dimostrato in scenario industriale con sorgente emissiva di radiazioni, sotto supervisione esterna: Tecnologia dimostrata in ambiente rilevante (TRL6). Dimostrato in discarica per rifiuti solidi urbani in esercizio: Tecnologia dimostrata in ambiente operativo (TRL7).
  Immagine n° 1
  Immagine n° 2
  Immagine n° 3

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