Industria del Futuro

La realizzazione dell’Industria del Futuro per FBK si raggiungerà grazie alla piena applicazione dell’Intelligenza Artificiale. Il progresso di tecnologie e l’alta disponibilità di dati permetteranno il miglioramento e l’ottimizzazione di macchine, fabbriche e processi industriali in termini di qualità, efficienza, sicurezza, economicità, benessere dei lavoratori. In particolare FBK raggiunge livelli di eccellenza scientifica e un alto impatto industriale in ambiti specifici quali: 

• controllo di processo flessibile
• sistemi critici 
• robotica autonoma
• controllo qualità
• manutenzione predittiva
• metrologia

Punti di forza

Principio fondante del successo della realizzazione dell’Industria del Futuro è per FBK il “solving problems with science” che permette la realizzazione di soluzioni innovative basate sul trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca. In particolare la ricerca concretizza soluzioni integrate, interdisciplinari, indipendenti dal dominio e guidate dalle più attuali sfide dell’Intelligenza Artificiale (Integrative AI, AI at the Edge e Certified AI).

Tecnologia e relativi campi applicativi 

• FBK Model-Based Design Analysis tools
  Supportano una varietà di funzionalità basate su metodi formali come model checking, SMT solving, fault injection e model-based safety analysis, contract-based design e validazione semantica dei requisiti.
• Model-Based Testing per sistemi parametrici e configurabili
  FBK supporta la fase di testing di sistemi software caratterizzati da elevata variabilità nello spazio delle possibili configurazioni funzionali e delle architetture di rilascio. L’obiettivo è quello di esplorare nuovi approcci alla generazione automatizzata di casi di test sfruttando l’uso congiunto di tecniche model-based e AI.
• V-SLAM
  Sequenze video sono processate automaticamente e in tempo reale per derivare il posizionamento e la mappatura 3D della scena ripresa, in contesti industriali e in altri campi.
• Visual learning
  Tecniche di apprendimento automatico per la segmentazione di immagini, la classificazione di oggetti  e pattern, con applicazioni nella robotica e nel controllo qualità in scenari complessi.
• Strumenti di ragionamento FBK per sistemi autonomi
  Hanno integrato tecniche di analisi simbolica e dei dati per supportare il controllo adattivo, comprese le funzionalità per il monitoraggio e la pianificazione.
• AI for 3D Heritage
  FBK ha sviluppato metodi di classificazione 3D, basati su machine learning, per l’arricchimento semantico di dati 3D del patrimonio culturale. Le soluzioni AI per l’arricchimento semantico sono trasferibili ad altri settori.
• Model-Based Testing for extended reality based systems
  FBK supporta la fase di test di sistemi basati su realtà estesa utilizzando agenti di test basati su AI che consentono di esplorare e testare automaticamente il mondo virtuale.
• FBK Model-Based Software Engineering for Safety-Critical Control Systems
  FBK fornisce diversi strumenti per specificare software di controllo complessi e per sintetizzare codice embedded con elevata garanzia per domini critici per la sicurezza.
• Realtà aumentata
  La possibilità di inserire nella scena informazioni pertinenti in maniera coerente, ha una enorme potenzialità in applicazioni industriali e nelle interazioni uomo-macchina.
• Tecniche di comprensione della scena
  Analisi di scene video con l’obiettivo di determinare gli elementi di interesse al loro interno e la loro relazione spazio-temporale
• Tecniche automatiche per la traduzione del parlato ed il sottotitolaggio
  FBK fornisce strumenti basati sull’AI capaci di generare una traduzione testuale del parlato e di creare sottotitoli conformi alle richieste del mercato e utili ai sottotitolatori professionisti.
  

Progetti in evidenza

Progetti nell’ambito Pnrr:

Ecosistema iNEST
La linea prioritaria dell’ecosistema iNEST rientra nell’ambito dell’area “Digitale, Industria, Aerospazio” del Piano Nazionale della Ricerca (PNR).
iNEST è coordinato dall’Università di Padova e si prefigge di estendere i benefici delle tecnologie digitali alle principali aree di specializzazione del Nord-Est (Friuli-Venezia Giulia, Veneto e le Province Autonome di Trento e Bolzano): ai settori industriale-manifatturiero, dell’agricoltura, del mare, della montagna, dell’edilizia, del turismo, della cultura, della salute e dell’alimentazione.
L’interconnessione degli ecosistemi locali a livello di macroregione consentirà di lavorare su una “visione digitale” comune a beneficio dell’economia e dei cittadini, con strategie locali di specializzazione intelligente da unire in una missione condivisa per il Nord-Est.
FBK partecipa in qualità di affiliato a 2 Spoke (Spoke trentino sulla salute e sanità digitale e Spoke di Udine sulla digital industry e cybersecurity).

Fondazione ICSC
Il Centro di supercalcolo è uno dei 5 centri nazionali per la ricerca previsti dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR). Proposto dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), il nuovo soggetto può contare su 51 membri fondatori, distribuiti su tutto il territorio nazionale, provenienti dai settori pubblico e privato del mondo della ricerca scientifica e dell’industria.

Dedicato al calcolo ad alte prestazioni (HPC), alla gestione dei big data e al calcolo quantistico, il Centro nazionale di Suepercalcolo farà base al Tecnopolo di Bologna: una cittadella dell’innovazione promossa dalla Regione Emilia-Romagna, anche grazie agli investimenti del Governo Italiano e della Comunità Europea, che già ospita il Centro dati meteo europeo (ECMWF) e a breve accoglierà il supercalcolatore Leonardo gestito da CINECA e il Centro di Calcolo dell’INFN, con l’obiettivo di costruire un’infrastruttura distribuita e trasversale che supporti la ricerca scientifica e il mondo produttivo nell’innovazione e nella digitalizzazione del Paese.

Altri progetti:

• Progetti relativi al framework COMPASS, finanziati dall’ESA (Agenzia Spaziale Europea). I progetti si concentrano su un insieme coerente di specifiche formali e tecniche di analisi per supportare la progettazione, lo sviluppo, la valutazione della sicurezza (safety) e dell’affidabilità di sistemi aerospaziali complessi.
• Progetti nell’ambito ferroviario. Il centro Digital Industry è coinvolto in diversi progetti nel campo delle ferrovie che mirano a definire nuove metodologie e strumenti per la progettazione, sviluppo, test, verifica e validazione dei sistemi di segnalamento ferroviario e dei sistemi di controllo per i treni autonomi che devono rispettare severi standard di sicurezza come la EN 50128 per la progettazione e lo sviluppo di sistemi ferroviari.
• iv4XR (EU H2020): l’obiettivo del progetto è quello di costruire una nuova tecnologia di verifica e convalida per i sistemi di realtà estesa basata su tecniche dell’IA per fornire apprendimento e ragionamento su un mondo virtuale.
• Progetti di traduzione del parlato al fine di supportare i sottotitolatori e interpreti professionisti con l’intelligenza artificiale (MateDUB, EuroSub, SmarTer).
• CASTORONE: il sistema di pianificazione ed esecuzione delle attività necessarie alla fabbricazione dei tubi per oleodotti marini e alla loro posa in mare reso operativo sulla nave CastorOne (una delle più grandi navi posa di condotte in tutto il mondo).
• BOEING: il sistema sviluppato permette di analizzare con dei modelli matematici tutti i possibili scenari in fase di progettazione e di procedere alla loro verifica, sempre utilizzando software automatici di risoluzione. In questo modo si affianca il tradizionale lavoro ingegneristico offrendo ulteriori garanzie relative al buon funzionamento dei sistemi coinvolti in tutti gli scenari di interesse.
• ROBDT: il progetto mira a sviluppare un framework Robotic Digital Twin che combina modelli di tre tipi: basati sui dati, basati sulla fisica e modelli simbolici; esso utilizza dati online e analisi dei dati per adattare i modelli in fase di esecuzione. Il gemello digitale supporta le operazioni del sistema robotico fornendo tempistiche e previsioni affidabili e supportando la what-if-analysis per valutare più scenari.
• L’obiettivo del progetto ATO (Automatic Train Operation) è lo sviluppo di un veicolo ferroviario sperimentale in grado di viaggiare sulla linea ferroviaria ad alta velocità e in piena autonomia, ma che possa essere guidato anche a distanza, sotto la supervisione ERTMS/ETCS, sistemi per linee ad alta velocità. Gli obiettivi a lungo termine sono la riduzione dei tempi e dei costi di manutenzione delle linee ferroviarie, l’innovazione del processo di manutenzione aumentando l’efficacia delle azioni preventive, maggior comfort percepito e tempi di percorrenza più brevi.
• XLoader4.0: il progetto prevede l’integrazione e l’utilizzo di un sistema di visione artificiale in grado di fornire ad un sistema robotizzato le coordinate spaziali per la movimentazione degli articoli che subiscono un trattamento galvanico. Grazie all’utilizzo di due bracci antropomorfi, gli articoli da trattare sono caricati su appositi telai di supporto.
  Il Sistema di Visione ha due ruoli principali: (i) identificare la posa spaziale dei supporti e (ii) verificare che gli articoli siano stati posizionati correttamente su di essi.
• Il progetto Veneeresult ha come obiettivo la valutazione del livello estetico di pregiati pezzi di legno. Sfruttando alcuni moduli sviluppati nel progetto Defectless che, con metodi di machine learning applicati alla tomografia del legno, sono in grado di determinare la presenza, la posizione e la severità dei difetti, la valutazione della qualità basata sul criterio estetico, permette un utilizzo ottimizzato di ogni pezzo nel processo produttivo.I