L’occhio delle macchine entra nell’industria

«È una scelta inevitabile. L’industria adotterà sempre più l’intelligenza artificiale perché spinta dalla crescente necessità di controllo di qualità e di automazione nei settori e nelle applicazioni verticali». I ricercatori di Intellimech, come Angelo Iapichino, giovane Computer science engineer, che da due anni lavora al consorzio d’innovazione che raggruppa 34 imprese del territorio di almeno sei settori industriali, quartier generale al Kilometro Rosso e al Point dell’innovazione di Dalmine, sono fortemente impegnati sul fronte dell’intelligenza artificiale per rispondere ai bisogni tecnologici avanzati delle aziende.

Fra le mani Iapichino ha tre volumi pieni zeppi di grafici, numeri, matrici matematiche, spiegazioni tecniche che documentano come sia possibile il “passaggio” dalla visione umana a quella di una macchina. E come abbiano trasformato quella teoria in applicazioni industriali, ricorrendo all’intelligenza artificiale. Con Iapichino dallo scorso dicembre lavora anche Davide Pasanisi, giovanissimo ingegnere super-specializzato proprio nell’Intelligenza artificiale e nell’applicazione in sistemi industriali. Sette i progetti sviluppati per le imprese, dagli ultimi due si attendono le più alte potenzialità di applicazione della tecnologia visuale per l’industria.
Alla Lovato Electric di Gorle si è già fatto questo passo, partendo da un bisogno: misurare la qualità dei display Lcd , dei loro componenti e scartarli in caso di difetti prima di essere montati sui contatori di energia. Spesso l’occhio umano non coglieva alcuni difetti presenti nei display, oppure scartava pezzi invece validi.

Occorreva alzare il livello di affidabilità del controllo sulla qualità. «La nostra proposta si è subito diretta sui sistema di visione artificiale, tenendo conto che la Lovato aveva già sviluppato applicazioni di collaudo automatico dei display. Non esisteva però alcun algoritmo dedicato, così l’abbiamo realizzato noi, da zero – spiega Iapichino –: il principio era riuscire a ridurre, fino a cancellare, la differenza di caratteristiche fra quanto la macchina vedeva e rilevava come reale e il modello che aveva memorizzato e imparato a riconoscere da molteplici punti di osservazione come prodotto qualitativamente valido. Per questo - spiega Iapichino - bisognava introdurre flessibilità e intelligenza artificiale, perché il sistema “fotografando” ogni singolo display imparasse a riconoscere i difetti reali, quelli che effettivamente rendevano il display mal funzionante. Abbiamo così messo a punto un sistema di visione basato sul nostro nuovo algoritmo, hardware e sensori forniti dalla Balluff, impresa socia di Intellimech, e con un investimento complessivo inferiore ai 10mila euro, abbiamo ottenuto un risultato molto efficace. Su 3mila immagini del test, nessuna verifica è stata sbagliata: i difetti erano reali, nessuna validazione era sbagliata».

La Lovato ha così installato il sistema sulla propria linea di produzione e assemblaggio con vantaggi evidenti. «Sono almeno due: l’approccio di Intellimech è software-centrico, e questo permette una veloce taratura del sistema, che è in grado di apprendere velocemente i criteri di controllo di un display Lcd - spiega Massimiliano Cacciavillani, amministratore delegato della Lovato Electric -, limitando di molto il tempo di intervento dello sviluppatore, passato da settimane a poche ore di lavoro. Un secondo vantaggio è stato evidente - continua Cacciavillani -: il sistema messo a punto permette di applicare questa tecnologia su molte più linee di produzione, ottenendo una maggiore efficacia del collaudo e una migliore qualità finale del prodotto».

Caschetti, protezioni e sicurezza: l’algoritmo sorveglia i cantieri

Intelligenza artificiale per il controllo della qualità del prodotto e dei processi produttivi. Ma intelligenza artificiale anche per il controllo della qualità nella sicurezza.

Due nuovi progetti sono stati definiti dai ricercatori di Intellimech, il consorzio di innovazione fra le 34 imprese del territorio, impegnate a sollecitare innovazione tecnologica anche attraverso la contaminazione delle soluzioni e dei sistemi tecnologici sperimentati.

La Valtellina, azienda di Gorle, specializzata in infrastrutture e servizi per le telecomunicazioni, ha adottato il sistema di visione messo a punto da Intellimech per “sorvegliare” i propri cantieri sotto il profilo della sicurezza. L’obiettivo è azzerare ogni rischio e prevenire incidenti sul lavoro.

Un sistema di telecamere dotate di intelligenza artificiale è infatti in grado di individuare e riconoscere fra gli operai, ingegneri, tecnici che frequentato un qualsiasi cantiere, chi fra questi non indossa i presidi di sicurezza: caschetto, guanti, scarponi, giubbetti catarinfrangenti.

«Anche in questo caso abbiamo elaborato da zero il software per l’algoritmo - spiega Angelo Iapichino, Computer science engineer di Intellimech -, ricorrendo sempre al modello delle reti neurali: abbiamo insegnato al sistema tramite l’algoritmo a estrarre dati di qualsiasi natura e da qualsiasi immagine. Una volta acquisite le informazioni, l’abbiamo addestrato a confrontare figure corrette e in regola con le norme sulla sicurezza con le persone reali. in modo da riconoscere fra chi è presente in cantiere chi non rispettava quelle norme. Il passaggio cruciale di questo confronto, è l’aver insegnato al sistema a riconoscere oggetti come un caschetto, i guanti indossati, scarponi o i giubbetti.

«Il riconoscimento visuale è tutto in questo processo - spiega Davide Pasanisi, Intelligence artificial engineer di Intellimech -. Il principio insegnato e appreso dalla macchina è di “ragionare” per differenza di caratteristiche rispetto a un modello dato, di base e considerato valido. Il riconoscimento nella sostanza è una tecnologia che si occupa del trattamento automatico di immagini digitali che contengono oggetti con caratteristiche che vengono identificate, autenticate e categorizzate. Il procedimento prevede di estrarre i dati caratteristici che devono avere ogni singolo pezzo (in questo caso le persone) e confrontarlo con data base di immagini esistenti e assegnate in precedenza».

Ma nella realtà l’inteligenza artificiale come acquisisce le immagini da verificare? Anche in questo caso, il sistema è basato su un software (l’algoritmo, appunto, di intelligenza artificiale) e un hardware, una o più telecamere: ciascun sistema visuale viene, per esempio, installato sui camion presenti in cantiere oppure in punti fissi di osservazione del luogo di lavoro (un filone di ricerca sta mettendo a punto l’ipotesi di installarli anche su droni). Il confronto continuo fra immagini catturate nella realtà e il modello che ha imparato fa scattare un alert quando la difformità riscontrata si scosta dai parametri della sicurezza.
Il modello e le tecnologie automatizzate di video analytics adottate dall’impresa Valtellina - spiegano i ricercatori di Intellimech -, possono cambiare radicalmente la natura della sorveglianza - in diversi ambiti di applicazione - verso un monitoraggio automatizzato, in tempo reale e in un ambiente in cui il rischio e il pericolo sono costanti, spesso anche con conseguenze drammatiche.