Progetto ROSSINI: robot aerei e quadrupedi per l’identificazione e misurazione di sorgenti radioattive
Il progetto ROSSINI (Remotely-operated On-board inSpections for SpecIal Nuclear material), sviluppato all’interno dello Spoke 4 del progetto RAISE, ha come obiettivo, rendere più efficiente e più efficace il controllo di sorgenti radiogeniche non dichiarate nel trasporto marittimo (in particolare nei container), riducendo l’esposizione degli operatori e minimizzando l’impatto sulle operazioni portuali.
L’approccio proposto per l’ispezione è “a livelli” crescenti di allerta: si parte da una verifica rapida e non intrusiva dei container sulla nave, per passare alla misura ravvicinata dall’esterno del container con robot tele-operati e concludersi con l’introduzione di un rivelatore all’interno del container. Nella prima, un drone effettua una scansione esterna mantenendo una distanza di sicurezza. L’obiettivo è evidenziare eventuali anomalie rispetto al fondo ambientale e discriminare l’area o il container potenzialmente sospetto. In questa fase, la georeferenziazione tramite GPS è sufficiente per associare l’anomalia a uno specifico target all’interno del carico della porta-container.
Se l’esito fornisce un segnale di interesse, si passa alla seconda fase: un’ispezione ravvicinata eseguita con uno o più dispositivi robotici, selezionati in base allo scenario e ai vincoli operativi. Lo scopo è restringere la zona di origine del segnale e raccogliere misure più informative a distanze minori. Per aumentare la precisione sulla localizzazione della sorgente radiogenica, si utilizzano sistemi locali ad alta precisione, ad esempio riferimenti fissi predisposti nell’area e/o sensori come LiDAR.
La terza fase è quella di intervento all’interno del container, per la quale si utilizza il rivelatore montato su un robot zoomorfo (per esempio il cane robot Spot Boston Dynamics). Il robot entra all’interno del container e individua con precisione la posizione della sorgente, ne valuta l’attivita radiogenica e raccoglie le informazioni utili per una successiva rimozione in sicurezza, mantenendo il personale umano a distanza. I dati raccolti dal rivelatore di radiazione nelle tre fasi vengono elaborati col supporto di algoritmi di A.I. per fornire indicazioni tempestive e dettagliate sulla possibile presenza e pericolosità della sorgente radiogenica e guidare l’ispezione. Strumenti di analisi avanzata possono contribuire a rendere più rapida e robusta l’interpretazione delle misure anche in presenza di schermaggi o geometrie complesse allo scopo di trasformare il controllo radiometrico in un processo più rapido, ripetibile e integrabile nei flussi operativi portuali.
Il sistema di misura sviluppato nel progetto ROSSINI dall’INFN di Genova si basa su un rivelatore compatto e leggero costituito da un cristallo scintillatore di ioduro di cesio (CsI(Tl)) accoppiato a un Silicon Photomultiplier (SiPM) e contornato da uno scintillatore plastico per la reiezione del fondo di radiazione cosmogenico. Il rivelatore RONDÓ (ROssini Nuclear raDiation mOnitor) e’ stato progettato per essere avio-trasportato o montato su robot terrestri (per esempio AlterEgo-IIT, braccio robotico-IIT, cane-robot). Il rivelatore e’ stato testato e validato in condizioni simili a quelle attese nell’ispezione dei container in porto.
Nei test presso i laboratori dell’INFN di Genova una sorgente radioattiva sigillata è stata collocata in un ambiente assimilabile a un container (furgone e baracca in metallo) mentre il rivelatore veniva trasportato da droni volanti e robot terrestri.
I droni aerei e il robot quadrupede sono messi a disposizione dal laboratorio RICE dell’Università di Genova, AlterEgo è messo a disposizione da IIT.
Gli ottimi risultati ottenuti nei test hanno validato la procedura di ispezione proposta. In conclusione, il progetto ROSSINI dimostra come l’integrazione di robotica, droni e intelligenza artificiale possa offrire soluzioni concrete a problemi complessi di sicurezza in contesti reali come i porti.
