Descrizione della commessa "Dispositivi e metodologie per l'ottica applicata (MD.P03.019)"

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  • Descrizione della commessa "Dispositivi e metodologie per l'ottica applicata (MD.P03.019)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • La ricerca svolta aumenta le capacità del Paese di tutelare e valorizzare il suo patrimonio culturale. Non è facile stimare le ricadute delle varie azioni di ricerca, anche di tipo industriale, previste da questa commessa. Si va dall'impatto sull'economia locale (per progetti tipo i PON e POR che si svolgono quasi interamente in zone Obiettivo 1) che si esprime sia in termini di indotto, anche turistico, che di creazione di posti di lavoro, a tempo determinato e, quando possibile, indeterminato. Alcune tra le tecniche sviluppate sono proficuamente utilizzate per monitoraggio dello stato di conservazione delle superfici di opere d'arte e per la diagnostica medica. (literal)
Strumentazione
  • Le strumentazioni utilizzate in questa ricerca sono prevalentemente autocostruite (prototipi) e composte da componenti di costo medio-basso, quali telecamere, meccaniche di precisione, ottiche e sensori. La ricerca si svolge presso la sede di Firenze (Arcetri), il Laboratorio all'Opificio delle Pietre Dure (Firenze, Fortezza da Basso), i laboratori della UOT di Lecce (Arnesano) ed il laboratorio alla Soprintendenza di Venezia (Scuola Vecchia della Misericordia). (literal)
Tematiche di ricerca
  • L'attività di ricerca prevalente della commessa è orientata allo sviluppo di metodologie, software e sistemi ottici per applicazioni metrologiche con importanti ricadute nei seguenti settori: avionica, manufacturing, medicina, robotica, sicurezza e beni culturali. Le linee di attività sono suddivise in due moduli, dei quali il primo affronta le tematiche connesse alla diagnostica ottica nel settore dei Beni Culturali, ed il secondo quelle relative agli altri campi di applicazione. La divisione in moduli è stata introdotta per chiarezza amministrativa, ma non rispecchia una frattura nel gruppo di ricerca, che anzi svolge tutte le attività in collaborazione trasversale tra la sede di Firenze e la UOS di Lecce. Più in particolare si sviluppano nuove tecniche, metodologie e strumentazioni per la diagnostica non invasiva di oggetti di interesse storico-artistico; sistemi automatici in grado di apprendere l'ambiente mediante lo sviluppo di dispositivi ottici e tecniche di pattern recognition per risolvere problemi complessi del mondo industriale. (literal)
Competenze
  • Le competenze presenti nel gruppo di ricerca coprono un ampio spettro: - progettazione e realizzazione di sistemi e dispositivi ottici ed optoelettronici prototipali; - progettazione e calcolo ottico; - progettazione e sviluppo di software; - radiometria, fotometria e colorimetria; - acquisizione, trattamento, restituzione dell'informazione digitale. In particolare, il gruppo ha esperienza in: riflettografia IR, fluorescenza UV, analisi multispettrale VIS-NIR, termografia, OCT, microscopia confocale, per l'analisi ad immagine; sistemi a tempo di volo, tecniche a triangolazione (sistemi a scansione a riga laser, luce strutturata), micro-profilometria conoscopica, per il rilievo 3D, elaborazione di immagini multi spettrali, analisi multivariata di dati multispettrali mediante PCA, elaborazione dei dati ottenuti da sistemi di rilievo tridimensionale, calcolo della rugosità, integrazione e visualizzazione di dataset ottenuti con diversi strumenti e metodologie, sistemi di elaborazione di segnali mono e multidimensionali, robotica e pattern recognition. Ad esse si affianca anche una ottima esperienza gestionale nella gestione e rendicontazione di progetti di ricerca. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • - miglioramento del processo di controllo di qualità di manufatti industriali - sistemi automatici di ispezionamento e tracking di oggetti di interesse acquisiti mediante dispositivi ottici riconducibili ad operazioni di controllo automatizzato di qualità. - analisi di immagini biomedicali per la rilevazione di particolari pattern riconducibili a patologie o malformazioni cromosomiche. Alcuni dei dispositivi sviluppati sono commutati da altri campi di applicazione (OCT dal biomedicale, scansione 3D da controllo industriale) e ci sono pervenute richieste di applicazione in tali settori. (literal)
Obiettivi
  • La ricerca del gruppo si sviluppa attraverso progetti di ricerca finanziati che assicurano un'altissima percentuale di autofinanziamento. Progetti in corso: CHARISMA (I3 FP7); ITACHA (PON Ricerca). INSIDDE (EU). BAITAH (PON Ricerca) (literal)
Stato dell'arte
  • Sono molto numerose le tecniche ottiche che fanno oggi parte della diagnostica di routine in ambito industriale, biomedicale, ambientale e della conservazione del patrimonio culturale. Dietro ognuna di queste c'e' un uso massiccio di sistemi informatici che hanno compiti che vanno dal controllo del dispositivo di misura, all'acquisizione del dato digitale, alla sua elaborazione e, finalmente, specialmente in ambito dei controlli industriali, a prendere decisioni in modo automatico. Lo sviluppo di sistemi di elaborazione delle informazioni per la ricostruzione, la rappresentazione ed il riconoscimento automatico di oggetti di interesse è uno dei settori a forte impatto tecnologico sia per la messa a punto di nuovi dispositivi ottici, che per lo sviluppo di sistemi in grado di prendere decisioni sulla base degli input sensoriali acquisiti. (literal)
Tecniche di indagine
  • - Riflettografia infrarossa a scansione ad alta risoluzione - Riflettografiei multispettrale VIS-NIR a scansione - tomografia ottica coerente e microscopia confocale (dispositivi in fibra a scansione per l'acquisizione di immagini stratigrafiche) - Rilievo di oggetti di grandi dimensioni (scanner a tempo di volo) - rilievo di oggetti di medie dimensioni (scanner a riga laser) - rilievo di oggetti di piccole dimensioni (microprofilometro conoscopico) - Analisi multivariata e multirisoluzione, Principal Component Analysis e Analisy Wavelet (includendo anche la teoria dei Frame per la caratterizzazione dei segnali con dizionari overcompleti). - Modelli di stima robusta dei parametri - Modelli computazionali adattativi real-time per la stima del background di un segnale rumoroso, - Classificatori statistici e neuronali (literal)
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