Nel cuore del progresso tecnologico che sta rivoluzionando la sicurezza nei contesti di emergenza, un nuovo progetto sta prendendo piede per affrontare con maggiore efficacia i disastri naturali e industriali. Si tratta del progetto 3D-InAus, sviluppato dai ricercatori dell’Istituto Fraunhofer per la comunicazione, l’elaborazione delle informazioni e l’ergonomia FKIE. L’idea alla base del progetto è quella di migliorare la capacità di mappare ambienti sconosciuti e pericolosi attraverso l’uso di robot dotati di tecnologie avanzate, come il laser LiDAR, in grado di esplorare con una precisione mai vista prima.
Nel corso delle emergenze, come incendi in impianti chimici o disastri naturali come le inondazioni, il rischio per il personale di intervenire direttamente può essere estremo. In questi casi, la necessità di una panoramica dettagliata della situazione è cruciale, ma spesso i soccorritori non possono entrare immediatamente nel perimetro di pericolo. Questo è dove i sistemi robotici, come quelli sviluppati nel progetto 3D-InAus, stanno facendo un significativo passo in avanti.
Una tecnologia di scansione rivoluzionaria: il laser LiDAR
Il cuore del sistema è il laser LiDAR (Light Detection and Ranging), un dispositivo che, emettendo impulsi di luce, è in grado di mappare l’ambiente circostante con una precisione straordinaria. Il laser, montato su una piattaforma girevole, scansiona l’area per rilevare la posizione degli oggetti e misurare con precisione le distanze, generando un modello 3D dettagliato dell’area esplorata.
“Rispetto ai sistemi tradizionali che utilizzano telecamere per l’esplorazione di zone pericolose, il nostro approccio rappresenta un grande passo avanti“, afferma Timo Röhling, responsabile tecnico del progetto presso il dipartimento Cognitive Mobile Systems. “Gli impulsi laser permettono una cartografia 3D di alta precisione, con misurazioni che non sono stimate, ma determinate con una precisione di pochi centimetri.”
Il LiDAR, che funziona attraverso il rilascio di 1,3 milioni di impulsi al secondo, scansiona un’area composta da 16 “fette” verticali, eseguendo circa dieci scansioni al secondo. Questo sistema, combinato con un modulo di telecamere, produce una nuvola di punti 3D, che poi viene colorata utilizzando le immagini catturate dalle telecamere. In questo modo, gli utenti possono esplorare un ambiente virtuale che è sia vivace che geometricamente preciso.
Precisione millimetrica e applicazioni pratiche
Il processo di mappatura 3D inizia con la raccolta dei dati da parte del laser LiDAR, che vengono poi elaborati dal sistema informatico del robot. “Abbiamo progettato il sistema in modo da poter raccogliere dati accurati mentre il robot esplora l’area in modalità continua o stop-and-go,” spiega Röhling. “Anche se la modalità continua è più veloce, quella stop-and-go offre una precisione maggiore per la mappatura dettagliata.”
Questi dati vengono quindi utilizzati per generare una visualizzazione tridimensionale dell’ambiente, che è particolarmente utile in situazioni di emergenza. Per mappare un’area di 400×400 metri, il sistema impiega circa tre ore, ma in caso di necessità urgente, una panoramica iniziale può essere prodotta in appena un’ora. La possibilità di utilizzare più veicoli simultaneamente aumenta ulteriormente la velocità e la versatilità del sistema.
Il valore per la sicurezza e l’intervento militare
Il sistema è di grande interesse anche per applicazioni militari. La Bundeswehr, l’esercito tedesco, ha commissionato il progetto di ricerca proprio per migliorare le capacità di esplorazione di terreni sconosciuti o pericolosi. Il sistema permette di creare panoramiche situazionali dettagliate, che sono essenziali per operazioni in ambienti ostili o durante missioni in territori non familiari.
Oltre alla sua capacità di mappare aree fisiche, il sistema è anche in grado di rilevare e localizzare sostanze pericolose, come gas tossici o radiazioni. “Il software del sistema elabora i dati provenienti da sensori che rilevano sostanze tossiche o fonti di radiazioni e li integra nelle mappe 3D,” spiega Röhling. Questo aspetto potrebbe rivelarsi vitale durante operazioni di salvataggio in scenari di contaminazione o in situazioni che richiedono interventi mirati e precisi.
Navigazione autonoma e flessibilità operativa
Un’altra innovazione notevole riguarda la navigazione del robot in ambienti dove la tecnologia GPS non è utilizzabile, come all’interno degli edifici. In questi scenari, il sistema sfrutta la mappatura del terreno già effettuata all’esterno e utilizza queste informazioni per generare un “GPS virtuale” che permette al robot di navigare autonomamente all’interno delle strutture.
“In un edificio, dove il GPS non è disponibile, il nostro sistema si affida ai dati di mappatura esterni per fornire una posizione precisa al robot, consentendogli di muoversi senza bisogno di segnali radio,” aggiunge Röhling. “Questo approccio rende il sistema estremamente versatile e adatto a una vasta gamma di scenari.”
Versatilità del sistema: adattabilità a diversi scenari
Una delle caratteristiche chiave del progetto 3D-InAus è la sua flessibilità. La piattaforma robotica può essere equipaggiata con diverse configurazioni di veicoli, inclusi droni e veicoli con ruote o cingoli, a seconda delle necessità del terreno. Questa modularità permette agli operatori di assemblare rapidamente il sistema più adatto per affrontare ogni tipo di emergenza, da un disastro naturale a un intervento di salvataggio in ambienti urbani complessi.
Il progetto 3D-InAus rappresenta un esempio di come la tecnologia possa essere utilizzata per migliorare la sicurezza e l’efficacia delle operazioni di salvataggio in ambienti pericolosi. Grazie alla precisione dei laser LiDAR, alla possibilità di mappare rapidamente vaste aree e alla navigazione autonoma, il sistema è destinato a diventare un alleato fondamentale per i servizi di emergenza e per le operazioni militari. La combinazione di precisione, velocità e adattabilità lo rende uno strumento potente per affrontare situazioni che richiedono interventi rapidi e sicuri.
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