Descrizione del modulo "Intesa MIUR/CNR - Progetto agroalimentare, ambiente e salute_ISSIA_090 (PM.P03.012.004)"

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  • Descrizione del modulo "Intesa MIUR/CNR - Progetto agroalimentare, ambiente e salute_ISSIA_090 (PM.P03.012.004)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Le tecnologie di analisi non distruttiva possono permettere una maggiore flessibilità ed efficienza nella gestione del trasporto di frutta anche per periodi più lunghi, consentendo anche di ridurre i costi energetici del trasporto (sostituendo per esempio il trasporto ferroviario e marittimo al tradizionale trasporto su gomma). Possono permettere inoltre un maggiore controllo sul prodotto in tutte le fasi del processo di post-raccolta offrendo un maggiore e più stabile livello qualitativo all'utente finale. (literal)
Tematiche di ricerca
  • La ricerca svolta in questo modulo riguarda l'applicazione allo specifico contesto dell'agro-alimentare delle competenze e delle attività di ricerca condotte nell'ambito della commessa \"Sistemi sensoriali e di attuazione per l'interazione evoluta uomo-macchina\" del dipartimento Sistemi di Produzione (SP.P06.003). Le attività di questo modulo riguardano la conduzione di specifiche sperimentazioni di metodologie e di tecniche di acquisizione ed elaborazione di segnali e di immagini multi-spettrali finalizzate alla realizzazione di strumenti interattivi di supporto alla valutazione dello stato di maturazione e conservazione di prodotti ortofrutticoli. L'obiettivo è sviluppare strumenti per poter svolgere tali valutazioni in modo non distruttivo. Queste, all'interno del progetto orientato allo studio di metodologie di trasporto di prodotti in grado di preservarne le caratteristiche nutrizionali ed organolettiche, possono essere impiegate per valutare lo stato del prodotto alla partenza ed all'arrivo ed eventualmente anche durante il trasporto stesso ove fosse possibile controllare in modo attivo l'ambiente di conservazione. (literal)
Competenze
  • Il modulo utilizzerà le competenze maturate nell'ambito della commessa \"Sistemi sensoriali e di attuazione per l'interazione evoluta uomo-macchina\" del dipartimento Sistemi di Produzione (SP.P06.003) in diverse attività riguardanti sia l'acquisizione, elaborazione ed analisi sia legate a segnali multi-spettrali che di immagini a colori. Nell'ambito di tale commessa sono infatti state affrontate problematiche legate all'analisi e caratterizzazione di immagini a colori (includendo anche gli aspetti critici di calibrazione e correzione del colore) nell'ambito dello sviluppo di un sistema interattivo di supporto al restauro. Sono state inoltre condotte nell'ambito di un progetto industriale attività di acquisizione ed analisi di segnali multi-spettrali orientate alla valutazione di difettosità del pellame. E' stata inoltre condotta una specifica attività di base legata all'analisi delle possibilità di caratterizzare il livello di maturazione di prodotti orto-frutticoli (pesche) attraverso l'esame della loro interazione con la radiazione nel campo della luce visibile e del vicino infrarosso.Le tecniche di indagine saranno legate ai principali componenti della catena che costituisce il s (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Tecniche di valutazione oggettive non distruttive delle caratteristiche dei prodotti orto-frutticoli possono trovare largo impiego in tutti i processi produttivi legati alla raccolta, selezione, confezionamento, trasporto e vendita dei prodotti stessi: lo stato dell'arte prevede infatti l'esame diretto (e spesso soggettivo) condotto da esperti o, in alternativa, valutazioni oggettive e quantitative condotte però attraverso esami generalmente distruttivi. L'utilità nell'ambito dei processi produttivi richiede che tali strumenti siano sufficientemente semplici ed interattivi da poter essere utilizzati dagli utenti finali anche senza che diventino esperti delle tecnologie in essi utilizzati. Ancora più efficace può essere l'uso di strumentazione che per robustezza, stabilità e facilità di trasporto possa essere portata sul campo per eseguire le misure direttamente sulle linee produttive. (literal)
Tecnologie
  • Le attività saranno basate sull'uso di due tipologie principali di dati: immagini a colori e segnali multi-spettrali. Il primo tipo di dato costituisce una forma di semplificazione dell'emissione multi-spettrale della scena laddove il secondo mantiene in pieno la discriminazione del comportamento dell'oggetto sotto esame alle diverse frequenze. Per entrambe le tipologie di dati verranno valutate e comparate misure puntiformi, campionate sulla superficie del prodotto da valutare, con misure di tipo matriciale in grado di analizzare una maggiore area della scena. Per quanto riguarda le valutazioni del colore saranno utilizzati un colorimetro ed una telecamera a colori a 3 CCD, con opportune procedure di calibrazione e correzione. Per quanto riguarda i segnali multi-spettrali saranno confrontate misure puntiformi fornite da minispettrometri portatili con misure fornite da spettrometri in grado di acquisire dati da una linea della scena e quindi, attraverso dispositivi meccanici di scansione, di fornire una immagine multi-spettrale completa della scena. (literal)
Obiettivi
  • L'obiettivo del modulo è innanzitutto consolidare e validare la possibilità di correlare le caratteristiche di interesse dei prodotti orto-frutticoli con misure di colore e/o multi-spettrali. In una fase successiva si lavorerà nella direzione di strutturare l'uso di tali metodologie e tecnologie di misura in un processo che sia utilizzabile anche dall'utenza finale dei contesti di interesse: tale secondo obiettivo richiede che sia data anche attenzione, ove possibile, alla facile utilizzabilità degli strumenti sul campo, sia attraverso una interazione utente-sistema che ne semplifichi la configurazione e l'uso che attraverso l'uso di strumentazione compatta e robusta che possa essere trasportata sul campo per l'esecuzione delle misure. (literal)
Stato dell'arte
  • Lo stato dell'arte riguardo l'uso delle tecniche di visione artificiale (in particolare dell'analisi del colore) e di elaborazione e caratterizzazione di segnali multi-spettrali (nel visibile e nel vicino infrarosso) hanno avuto una notevole attenzione nei contesti della valutazione delle qualità dei prodotti orto-frutticoli. I risultati hanno incoraggiato l'ulteriore sviluppo di queste ricerche che principalmente, allo stato attuale, risultano confinate ad applicazioni in laboratorio. L'obiettivo del progetto è orientare la conoscenza già disponibile presso l'unità di ricerca e nella letteratura scientifica allo sviluppo di soluzioni che possano, per stabilità e praticità d'uso, trasformarsi in strumenti da offrire alla prassi quotidiana degli utenti all'interno dei contesti produttivi di riferimento. Questo richiede sia il consolidamento delle metodologie di valutazione dei prodotti che la cura nell'impostazione di sistemi interattivi che siano utilizzabili e fruibili anche da utenti che non dispongano del know-how tecnico-scientifico dei ricercatori. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le tecniche di indagine saranno legate ai principali componenti della catena che costituisce il sistema di misura: l'acquisizione, con gli aspetti legati alla caratterizzazione e calibrazione dei sensori e delle correzioni sui dati acquisiti; l'elaborazione, con gli aspetti legati alla estrazione dai segnali acquisiti delle informazioni potenzialmente correlabili con le caratteristiche di interesse del prodotto sotto-esame; l'analisi ed il supporto alla decisione, con l'analisi, esplicitazione e rappresentazione funzionale delle correlazioni tra i fenomeni osservati e le misure ottenute dagli strumenti hardware e software. Nello studio dell'intera sequenza di passo sarà posta attenzione allo sviluppo di metodi interattivi che possano semplificare l'uso dell'intero processo da parte di personale non necessariamente esperto nelle problematiche tecnico-scientifiche sottese dalle metodologie utilizzate, al fine di rendere il più possibile l'uso degli strumenti sul campo da parte degli utenti finali. (literal)
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