You are here

Descrizione del Progetto

Il progetto di ricerca Gestione Intelligente e sicura di sEnsoristica Distribuita e della sua lnterazione uOmo-macchiNa:
possibili scenari futuri, GIEDION si articola in quattro WorkPackage(WP), due inierenti ad argomenti di Sicurezza e due di Energia

Work Package 1 (Sicurezza1)
La sicurezza fisica in ambito industriale è un tema sempre all’avanguardia sia per l’importanza che per la sua necessaria ed importante evoluzione. Ultimamente sono stati compiuti notevoli progressi sulle tecnologie RTL (Real-Time Locatization) e CV (Computer Vision). Tuttavia non è stata ancora studiata e realizzata un'architettura che preveda l'uso congiunto di queste tecnologie per applicazioni di intelligenza d’ambiente e scenari concreti, come ad esempio il monitoraggio del comportamento, l’identificazione ed il tracciamento delle persone e la gestione di eventi complessi in ambienti ad alto rischio (ad esempio la gestione di comportamenti anomali in presenza di gas tossici/nocivi).
L'obiettivo è quello di mostrare le potenzialità di integrazione di due tecnologie partendo da un caso di studio concreto. Questa attività di ricerca e sviluppo partirà da un caso di studio posto in essere presso il Laboratorio di Ingegneria Informatica del DIEE e il Laboratorio di Intelligenza d’Ambiente del Sardegna DistrITC presso il Parco Polaris di Pula, nonché presso il consorzio Sapienza Innovazione ed un laboratorio che verrà installato presso i locali Akhela.
Il risultato atteso è un prototipo integrante sia dispositivi RTL (come RFID-Ultra Wide Band, che consente la localizzazione tridimensionale di soggetti in una scena) e CV attraverso l'uso di telecamere fisse e PTZ per applicazioni di riconoscimento personale e comportamenti anomali.

Work Package 2 (Sicurezza 2)
Per aumentare ulteriormente il livello di sicurezza dell'accesso a risorse logiche e fisiche, si sta diffondendo l’uso della “cassaforte virtuale”, che permette una continua generazione e utilizzo di password robuste. L'accesso alla cassaforte resta ancora difficoltoso, perché allo stato attuale l'unico accesso possibile è legato a password e ciò crea ovviamente grossi problemi di sicurezza.
Negli ultimi anni le tecnologie biometriche si sono mostrate potenzialmente in grado di sostituire od affiancare i tradizionali sistemi di sicurezza basati su password. Le biometrie sono caratteristiche fisiologiche o comportamentali come l'impronta digitale, il volto, l'iride, che hanno proprietà di unicità, universalità e sono difficilmente falsificabili o replicabili. Una larga letteratura scientifica e, in alcuni casi, prodotti già presenti del mercato, mostrano l'enorme potenziale dei sistemi biometrici.
Per i motivi di cui sopra, si vuole studiare l’uso del dato biometrico come chiave d’accesso alla cassaforte virtuale allo scopo di semplificare, almeno per un limitato numero di utenti preferenziali, la procedura di autenticazione e coinciliare le esigenze di safety con quelle di security.
L'obiettivo è quindi applicare tecnologie esistenti od anche sviluppare algoritmi di riconoscimento “robusto” (contro le falsificazioni) basato su sistemi biometrici, sia a singola modalità (es. solo iride) che a modalità multipla (es. iride ed impronta).
Il risultato atteso è un prototipo di cassaforte virtuale che preveda l'integrazione di un sistema biometrico mono- o multi-modale ad altissima prestazione per un numero limitato di utenti, intrinsecamente robusto contro tentativi di frode o di attacco. L’uso del dato biometrico dovrebbe essere in grado di velocizzare l’accesso dell’utente, essere un dato difficilmente clonabile in poco tempo, ed inoltre non vi è la necessità per l’utente di memorizzarlo, essendo un dato intrinsecamente posseduto.

Work Package 3 (Energia 1)
Il settore del building automation e un campo applicativo di grande interesse per lo sviluppo di sistemi di ottimizzazione energetica (Building Energy Management System-BEMS) e reti di sensori senza fili (Wireless Sensor Networks- WSN).
ll settore offre una serie di problemi di ottimizzazione e controllo legati al risparmio energetico, quali la regolazione della climatizzazione, della illuminazione, dei carichi elettrici, ecc. Benché tali problemi siano già stati affrontati e benché già esistano per la loro soluzione prodotti commerciali (si pensi alla soluzione proposta da Bticino per l’Home Automation di cui Akhela e stata una delle aziende sviluppatrici), l‘idea di usare tecnologie basale su WSN in questo contesto è particolarmente attraente per diversi motivi. Per prima cosa una WSN, non richiedendo infrastrutture cablate, riduce sensibilmente i costi. In secondo luogo essa permette di sfruttare le possibilità di auto-regolazione di tali sistemi fra loro comunicanti per garantire l'espandibilita del sistema senza dover procedere alla sua completa riconfigurazione. lnoltre, |‘implementazione distribuita garantisce l'inferoperabilita tra diversi dispositivi elettronici, elettrici e di
potenza, limitando la banda del segnale trasmesso e realizzando logiche di controllo "inteIIigenti".
L‘obiettivo del Work Package 3 è quello di estendere una WSN al di là delle semplici capacità di raccogliere misure, integrandola con la capacità di reagire in modo appropriato attraverso l‘uso di algoritmi di ottimizzazione e tecniche di controllo, alle letture dei sensori. Ciò richiede uno standard di rete aperta nella quale collegare sensori, attuatori e controllori, alimentati anche mediante batterie, di basso costo e di basso consumo. Lo scopo del work package è quello di studiare la realizzazione di tali tipi di reti per il controllo energetico usando protocolli esistenti quali X10, KNX, ZigBee, eco.
Il sistema sviluppato (BEMS+WSN) dovrà essere modulare, flessibile, in grado di colloquiare con i dispositivi di tutte le case costruttrici e permettere diversi livelli di impiego (dal monitoraggio della produzione da fonti rinnovabili ad un HMI evoluto).
Il risultato atteso è un dimostratore su piccola scala che evidenzi l'ottimizzazione e la gestione dei carichi con le metodologie proposte e consenta di evidenziare il miglioramento dell’efficienza energetica.

Work Package 4 (Energia 2)
La generazione di energia elettrica distribuita impone lo sviluppo di modelli di gestione che siano complementari e/o integrativi rispetto a quelli attualmente utilizzati. In particolare, per poter realizzare una corretta ed efficiente gestione sia dei flussi di energia prodotta da fonti energetiche rinnovabili che dei carichi, è necessario lo sviluppo di sistemi di accumulo energetico distribuito. Tale esigenza, unita all’obbligo comunitario di realizzare entro il 2020 un consumo di energia da fonti rinnovabili nel settore dei trasporti pari al 10% del totale, conduce a ritenere il sistema di trasporto urbano di tipo elettrico una delle possibili soluzioni alle problematiche sopra citate.
Inoltre il progressivo sviluppo della generazione distribuita associata all’utilizzo di fonti rinnovabili non programmabili induce a ritenere che la distribuzione dell'energia elettrica prodotta non possa essere gestita esclusivamente attraverso la gestione delle reti, ma debba necessariamente utilizzare metodi di accumulo e redistribuzione connesse ad altre reti infrastrutturali insistenti sul medesimo territorio. In questa prospettiva il "Vehicle to Grid", cioè la possibilita che i veicoli elettricl o ibridi possano scambiare bidirezionalmente l‘energia con la rete elettrica, rappresenta un esempio di integrazgne sinergica tra la rele di generazione/distribuzione elettrica e la rele dei trasporti.
La gestione del sistema vehicle to grid(V2G) non può prescindere da un efficace sistema di comunicazione che abiliti lo scambio di informazioni tra i veicoli in
movimento e le postazioni di gestione e monitoraggio. In particolare, il suddetto scenario richiede, in prima analisi, la trasmissione delle seguenti tipologie di
informazione da parte del veicolo: stato della carica della batteria; tragitto percorso; destinazione (se disponibile); consumo della carica in funzione del percorso; velocità del veicolo lungo i vari tragitti. Per contro il veicolo riceverà informazioni in merito al percorso suggerito al fine di ridurre il consumo e ottimizzare l’uso del sistema di accumulo nonche l'ubicazione delle postazioni libere per il parcheggio della macchina e la relativa quotazione della carica. lnoltre il potenziamento e l'interconnessione dei sistemi di comunicazione automobilistici permetterà di sviluppare un insieme di servizi dedicati all’automobilisla creando le condizioni per il potenziamento e l'estensione di un nuovo settore di mercato delle telecomunicazioni riconducibile alla definizione recentemente coniata di "Digital Car".
L’obiettivo del work packege è quello di, utilizzando gli algoritmi di analisi e pianilicazione della mobilità elettrica e la modelllzzazione energetica di veicoli elettrici, simulare un possibile scenario di mobilità elettrica che ne dimostri le potenzialità in termini economici ed ambientali.
Il risultato atteso sarà un dimostratore di piccole dimensioni che simuli uno scenario di mobilità eleltrica.