I ricercatori di Spoke 4 tra i finalisti del premio “Best Paper Award” per il loro lavoro scientifico sui robot quadrupedi

Sette ricercatori del laboratorio RICE dell’Università di Genova hanno partecipato con 5 pubblicazioni scientifiche al convegno IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication, IEEE Ro-Man 2024, Pasadena, USA, dal 26 al 30 Agosto 2024.

In tale ambito, sono stati presentati diversi lavori svolti totalmente o in parte nel contesto di RAISE, di cui uno è risultato finalista nelle categorie Best Paper Award (miglior lavoro del convegno) e Best Student Paper Award (miglior articolo con primo autore uno studente):

Zoe Betta, Carmine Tommaso Recchiuto, and Antonio Sgorbissa. People, cracks, stairs, and doors: vision-based semantic mapping with a quadruped robot supporting first responders in Search & Rescue

Questo studio introduce un sistema implementato su un robot quadrupede, progettato per generare una mappa multistrato che incorpora informazioni semantiche, specificatamente adattate per la robotica di ricerca e salvataggio. L’articolo discute lo sviluppo di un modello di Machine Learning basato su dati visivi per il riconoscimento di persone e caratteristiche ambientali e la sua integrazione in un’architettura di mappatura e navigazione. Il sistema è stato ampiamente testato in due luoghi diversi utilizzando il robot Spot della Boston Dynamics, dotato di una telecamera di profondità ZED2 esterna, e questi test sono descritti in dettaglio e i risultati analizzati.

Vincitore del premio è poi risultato un altro lavoro scientifico del laboratorio RICE, non finanziato su RAISE, ma su contenuti vicini a quelli di Spoke 2:

Lucrezia Grassi, Carmine Tommaso Recchiuto, Antonio Sgorbissa, Enhancing LLM-Based Human-Robot Interaction with Nuances for Diversity Awareness

Le altre tre pubblicazioni presentate dai ricercatori del laboratorio RICE sono state, per Spoke 1:

Alice Nardelli, Giacomo Maccagni, Federico Minutoli, Antonio Sgorbissa, Carmine Tommaso Recchiuto, Personality and Memory-Based Framework for Emotionally Intelligent Agents,

L. Saettone, M. Bogliolo, A. Bixio, A. Sgorbissa, R. Fedriga, E. Micheli, M. Casadio, C. Recchiuto, The Impact of Age and Educational Robotics on Children’s Perception of Robots: A Qualitative Coding Analysis,.4

Per Spoke 2:

Ariel Gjaci, Carmine Tommaso Recchiuto, and Antonio Sgorbissa, Labeling Sentences with Symbolic and Deictic Gestures via Semantic Similarity

Nell’insieme, la conferenza quindi è stata un’opportunità per presentare ricerche in corso e risultati raggiunti dai ricercatori e ricercatrici di RAISE, con il riconoscimento della qualità scientifica del loro lavoro, anche grazie alla selezione per il Best Paper Award.

Cover Image
Frame from the video “People, cracks, ladders, and doors: vision-based semantic mapping with a quadruped robot to support first responders in Search & Rescue”
Authors of the video from which the frame is taken: Zoe Betta, Carmine Tommaso Recchiuto, and Antonio Sgorbissa
Credits: UniGe and RAISE

Il progetto ROSSINI di SPOKE 4 avvia i primi test sui prototipi

2Lo scorso 24 luglio presso il PT0 del DiFi-UniGE si sono svolti i primi test di ROSSINI, un progetto dello Spoke 4 di RAISE per migliorare la gestione del rischio radioattivo nei porti.

Il progetto ROSSINI (Remotely-operated On-board inSpections for Special Nuclear material) mira a sviluppare una nuova ed efficiente metodologia per l’ispezione dei containers contro il trasporto illecito di materiale nucleare speciale (SNM). L’obiettivo finale è poter rilevare sostanze radioattive nascoste in un container ma a distanza di sicurezza.

I gruppi di ricerca coinvolti nel progetto hanno come obiettivo l’utilizzo di IA e robot (volanti e terrestri) per raggiungere le navi in avvicinamento al porto impiegando rilevatori sensibili alle radiazioni per l’ispezione remota dei container.

In caso di rilevamento di un’anomalia il container sospetto verrà controllato dall’esterno con rilevatori robotizzati. Una volta verificata l’anomalia, la valutazione finale verrà eseguita mediante ispezione interna utilizzando ulteriori sensori gestiti da robot. Gli allarmi, così come lo stato delle ispezioni, verranno trasmessi e distribuiti sulla rete RAISE per il monitoraggio in tempo reale e la pianificazione di una risposta tempestiva.

L’approccio proposto, con un livello crescente di consapevolezza del pericolo e valutazione in tempo reale, ridurrà al minimo l’esposizione umana alle radiazioni e il tempo impiegato nell’ispezione, sfruttando l’avvicinamento della nave dal porto e facendo ampio uso di dispositivi telecomandati, fornendo informazioni in tempo reale su anomalie o pericoli.

Il dottor Giovanni Mottola del laboratorio RICE di UniGe coordinato dal prof. Antonio Sgorbissa e il gruppo di ricerca guidato dal prof. Marco Battaglieri dell’INFN (sede di Genova) hanno testato il prototipo: un sensore di radiazioni montato a bordo di un drone.

Gli obiettivi di questi primi test appena svolti erano: verificare la compatibilità drone-detector, testare la sensibilità del detector alle sorgenti radioattive quando operato con il drone e infine ottimizzare il tempo di misura della sorgente.

“L’obiettivo ideale del nostro progetto sarebbe quello di sviluppare un sistema che usi dei droni a volo autonomo ma le vigenti normative sono molto restrittive in merito. In queste fasi preliminari stiamo quindi utilizzando dei droni che possono essere teleguidati da un qualsiasi operatore che lavori in ambito portuale che sia stato formato e che possieda delle licenze di volo” spiega il dottor Mottola di UniGe.

“Attraverso RAISE abbiamo avuto l’occasione di collaborare: noi come INFN avevamo già degli sviluppi per la rilevazione di radiazioni ma abbiamo conosciuto loro (RICE lab, UniGe) che sono esperti di droni robotici con volo intelligente. Lavorando insieme quindi abbiamo le competenze complementari per sviluppare il progetto ROSSINI.” così Marco Battaglieri dell’INFN, coordinatore del progetto ROSSINI, commenta il lavoro congiunto con i colleghi di UniGe.

Immagini:
Autore: Tommaso Vittorini, INFN
Credits: INFN e RAISE

Le Voci delle Porto: inizia la campagna di raccolta dati del progetto di Spoke 4

Al via la campagna di raccolta dati del progetto dello Spoke 4 di RAISE che sfrutta le tecnologie di intelligenza artificiale per la sicurezza e la sostenibilità ambientale monitorando i segnali acustici e la percezione acustica della popolazione dell’entroterra portuale e dei lavoratori del porto.

I dati raccolti dai gruppi di ricerca coinvolti saranno usati per un’indagine innovativa sul panorama sonoro portuale per esplorarne e comprenderne meglio i suoni che lo caratterizzano.

L’obiettivo è quello di esplorare il “panorama sonoro” del porto, raccogliendo le percezioni delle persone sui suoni che accompagnano la vita quotidiana di chi vive e lavora vicino al mare.

Grazie alla disponibilità di Stazioni Marittime Spa e della Lega Navale Italiana, il Terminal Traghetti di Genova e la Lega Navale genovese si animano di una nuova iniziativa: le intervistatrici della ditta Double Em raccoglieranno le impressioni dei viaggiatori e degli operatori portuali, immergendosi nei suoni del porto.

Chiunque abbia più di 18 anni e si trovi in zona porto è invitato a condividere la propria esperienza acustica. Si può partecipare interagendo direttamente con le intervistatrici presenti nei luoghi di raccolta dati o scansionando il QR Code presente sui poster informativi affissi in zona.

Durante la compilazione del questionario, che può avvenire anche in modalità autonoma con l’uso di tablet e cuffie, verrà chiesto ai partecipanti di descrivere, attraverso una serie di aggettivi predefiniti, il panorama sonoro che li circonda e di ascoltare alcuni audio e descriverli utilizzando sempre gli stessi aggettivi.

“La nostra ricerca vuole trovare le correlazioni tra le caratteristiche fisiche del suono, misurate dai sensori che abbiamo installato, e la percezione che le persone hanno degli ambienti in cui queste misurazioni vengono effettuate. Vogliamo esplorare, grazie all’utilizzo delle diverse sfaccettature della lingua italiana, gli effetti delle sorgenti sonore sulla percezione dell’ambiente urbano da parte della popolazione che vive, lavora o transita in quell’ambiente. La percezione del suono è influenzata da molti fattori che non sempre portano a classificare un suono forte come negativo o disturbante e viceversa. Pensiamo ad esempio alle sensazioni provate ascoltando un martello pneumatico o una sinfonia di Vivaldi, sono suoni molto differenti nonostante il livello in decibel sia paragonabile. E chi meglio della lingua può aiutarci a esprimere questa differenza di percezione? Dalla nostra ricerca potrebbe emergere che il Terminal Traghetti è prevalentemente descritto da aggettivi quali ‘marittimo e vivace’ e questo ci potrebbe spingere a pensare che la percezione globale del luogo sia positiva. Molto diverso sarebbe invece se il nostro luogo risultasse descritto da aggettivi quali ad esempio ‘marittimo e disturbante’. E’ evidente che a parità di decibel misurati queste due descrizioni indicano un vissuto del luogo molto differente da parte della popolazione che gravita in quell’area” commenta Melissa Ferretti, ricercatrice CNR-ILC, coinvolta in questo progetto all’interno di Spoke 4 insieme ai colleghi Davide Chiarella (CNR-ILC), Giampaolo Vitali (CNR-IRCrES), Monica Cariola (CNR-IRCrES) e Anna Novaresio (CNR-IRCrES).

Il racconto dei progetti di robotica e di intelligenza artificiale di Raise, applicati ad ambiente e porto, per studenti da Panama

La seconda giornata della Summer School “Ciencia y Tecnologia al servicio de la vida”, iniziativa realizzata dall’Accademia Italiana della Marina Mercantile in collaborazione con il Centro Studi Italiani di Urbania, si è svolta nello splendido contesto di Villa Figoli des Geneys, ad Arenzano (GE), dove i 49 studenti e studentesse dell’Università di Panama e della Università Tecnologica di Panama sono stati ospiti per una settimana.

Grazie all’accordo con RAISE, il programma della giornata è stato il seguente:
Quadruped Robots for Applications in Unstructured Environments, Claudio Semini, IIT, Spoke 3 e 4;
The impact of AI on maritime workforce management: a closed-loop between lifelong learning and lifelong training, Silvia Donnarumma, UniGe, Spoke 4;
Ecorobotics | The Future of environmental monitoring, Marta Giuga e Roberta Nugnes IAS-CNR, Spoke 3;
Environmental impact of shipping: a focus on bioinvasions, Francesca Garaventa, IAS-CNR, Spoke 4.

La presentazione di Claudio Semini (IIT), è iniziata con una classificazione dei vari robot quadrupedi e delle parole chiavi di questo ambito della robotica. Nella seconda parte, il ricercatore si è focalizzato su una serie di progetti di trasferimento tecnologico all’interno di RAISE. Semini ha quindi presentato agli studenti le attività in corso in due progetti di Spoke 3, mostrando come la robotica e l’intelligenza artificiale (IA) possano essere di supporto alle attività umane, ad esempio in ambito agricolo, nella potatura invernale, o in contesto urbano, per raccogliere la spazzatura in luoghi poco accessibili. Per Spoke 4, il ricercatore ha introdotto come i robot verranno usati per delle attività nel porto, finalizzate al monitoraggio infrastrutturale, a controllare e riparare luoghi poco raggiungibili dagli operatori umani, quindi rendendo il loro lavoro più efficace e sicuro.

Silvia Donnarumma (UniGe) ha presentato le sfide e i risultati preliminari di progetti in corso nello Spoke 4, in cui partecipa con il suo team, come ingegnere navale. In particolare, nella sua lezione, la professoressa si è soffermata sul “dynamic positioning”, il sistema controllato da computer per mantenere automaticamente la posizione e direzione di una nave, utilizzando le proprie eliche e propulsori, e sulla navigazione sicura nei porti, con il supporto delle tecnologie. Ha quindi così sintetizzato, in merito al lavoro del suo team a RAISE, in Spoke 4: “Il contributo principale del gruppo di lavoro DITEN – Marine Technologies nell’ambito dello Spoke 4 riguarda la definizione di algoritmi per il supporto alla navigazione in acque portuali”.

Marta Giuga (CNR) ha presentato gli obiettivi e le attività in corso dello Spoke 3, che è dedicato alla cura dell’ambiente utilizzando tecnologie innovative. In particolare, la ricercatrice del CNR ha introdotto il concetto di ecorobotica, mostrando agli studenti alcuni ambiti applicativi dell’uso combinato di robot ed IA per il monitoraggio ambientale. La ricercatrice è entrata poi più nel dettaglio di una parte dei progetti dello Spoke 3, che vedono maggiormente coinvolti i ricercatori biologi di IAS CNR di Genova, mostrando alcuni dei risultati preliminari delle attività in corso. La presentazione si è conclusa con una parte applicativa, dove insieme le due ricercatrici, Marta Giuga e Roberta Nugnes (CNR), hanno invitato gli studenti a provare con i loro cellulari un kit che consente delle analisi ambientali direttamente sul campo.

La ricercatrice Francesca Garaventa (CNR) ha illustrato tecnologie applicate al monitoraggio delle specie aliene, ovvero quelle specie che non sono autoctone del Mediterraneo, presentando vari casi (cozza zebrata, pesce palla, granchio blu, ecc.). La ricercatrice ha mostrato possibili strategie tecnologiche per limitare il problema, come fare ispezionare le carene delle navi, che possono essere vettori di trasporto di specie aliene, da sistemi subacquei filoguidati in grado di monitorare e pulire le superfici delle navi dagli organismi insediati. La robotica subacquea e la IA possono essere di grande aiuto per sviluppare nuove soluzioni più sicure ed efficaci di studio e controllo delle specie aliene, a difesa quindi della biodiversità dei nostri mari.

Gli studenti hanno partecipato in modo molto attivo e attento. Anche la seconda giornata, quindi, è stata un evento di successo, con soddisfazione reciproca, di allievi e docenti. Una giornata in cui persone proventi da Panama hanno potuto scoprire alcuni dei più innovativi progetti in corso, su IA e robotica, applicati ad ambiti di loro interesse, e dove anche lo staff di RAISE ha potuto ricevere stimolanti domande e riflessioni, con un ricco confronto sia su contenuti scientifici che culturali.

Al via la rigenerazione delle aree portuali nel Golfo della Spezia

Questa operazione segna un importante traguardo per i progetti Met-ocean observing system maintenance and improvement e AI tools and technologies for greening ports dello Spoke 4 di RAISE che ha come ‘marine test site’ la Smart Bay, un laboratorio naturale di ricerca, tecnologia e mitilicoltura dove sono installate numerose stazioni per il monitoraggio fisico-chimico basate sulla tecnologia IoUT, controllo dei dati e validazione e monitoraggio dei sistemi biologici.

L’iniziativa è stata promossa da Fineco e LifeGate nell’ambito della Water Defenders Alliance, in collaborazione con Smart Bay Santa Teresa condotta da ENEA ed altri enti di ricerca, Verdeacqua e il Gruppo Operativo Subacquei (GOS) della Marina Militare e il Comune di Lerici.

Ecosistema RAISE - Al via la rigenerazione delle aree portuali nel Golfo della Spezia

Diversi i tipi di rifiuti rimossi: oltre a quelli “di usuale reperimento”, sono stati rimossi anche quelli ingombranti.

La baia di Santa Teresa ospita la prima Smart Bay d’Italia, un modello che coniuga ricerca, tecnologia, turismo sostenibile e molluschicoltura, grazie alla collaborazione tra realtà scientifiche e istituzionali quali ENEA, CNR, INGV, Comune di Lerici, Scuola di Mare Santa Teresa e Cooperativa Mitilicoltori Associati, uniti per contrastare gli effetti del cambiamento climatico e indicare la strada per la salvaguardia della biodiversità marina.

Per Tiziana Ciuffardi di ENEA, la rimozione dei rifiuti di grandi dimensioni riveste un valore scientifico oltre che ambientale: “Grazie al progetto oltre a migliorare le condizioni e la qualità dell’ambiente marino, si riduce il rischio che la rete di trasmissione dati subacquea e i sensori oceanografici ad essa collegati installati nella baia grazie ai progetti PNRR RAISE ed EMBRC-UP, possano essere danneggiati dai movimenti di questi grossi detriti.”

Ecosistema RAISE - Al via la rigenerazione delle aree portuali nel Golfo della Spezia

Inoltre, conclude Chiara Lombardi di ENEA: “La pulizia del fondale ci permetterà di installare – in sicurezza – le strutture ideate da Enea e realizzate nell’ambito dello Spoke 4 del PNRR RAISE che ha, tra gli obiettivi, la rigenerazione di aree portuali attraverso l’utilizzo di Nature Based Solutions. Queste strutture – realizzate con scarti di gusci della produzione locale – aiuteranno la promozione della biodiversità e serviranno per il ripristino dell’ostrica piatta.”

Immagini di Emilio Mancuso, Verdeacqua

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