Archives: 1 Settembre 2021

Droni più veloci dei piloti umani grazie a un nuovo algoritmo

Droni più veloci dei piloti umani grazie a un nuovo algoritmo

I ricercatori dell’Università di Zurigo hanno elaborato un algoritmo che rende i sistemi di guida autonoma dei droni più rapidi dei piloti professionisti.

Per la prima volta, in una corsa di droni, un sistema autonomo ha superato i piloti umani. Un gruppo di ricerca dell’Università di Zurigo (UZH) ha sviluppato un algoritmo in grado di trovare la traiettoria più rapida per guidare un quadrirotore, un drone con quattro eliche, attraverso una serie di waypoint, cioè finestre, stanze o luoghi specifici da ispezionare, lungo un circuito.

Il nostro algoritmo è il primo a generare traiettorie tempo-ottimali che tengano pienamente conto dei limiti dei droni“, afferma il ricercatore dell’UZH, Davide Scaramuzza. I lavori precedenti si basavano su semplificazioni del sistema quadrirotore o sulla descrizione della traiettoria di volo, e quindi erano subottimali. “Invece di assegnare sezioni della traiettoria di volo a waypoint specifici, il nostro algoritmo dice semplicemente al drone di passare attraverso tutti i waypoint“, aggiunge Philipp Foehn, studente di dottorato e primo autore dello studio.

I ricercatori hanno impiegato telecamere esterne per catturare con precisione il movimento dei droni e per indicare all’algoritmo dove si trovava il drone autonomo in tempo reale. Per garantire un confronto equo, ai piloti umani è stata data la possibilità di allenarsi sul circuito prima della gara. Ma l’algoritmo ha vinto: tutti i suoi giri sono stati più veloci di quelli umani. Una volta che l’algoritmo trova la traiettoria migliore, può infatti riprodurla fedelmente molte volte, a differenza dei piloti umani.

Prima di estenderlo ad applicazioni commerciali, l’algoritmo dovrà diventare più agile dal punto di vista computazionale, poiché ora il computer impiega fino a un’ora per calcolare la traiettoria ottimale nel tempo per il drone. Inoltre, per ora, il drone si affida a telecamere esterne per calcolare dove si trovava in qualsiasi momento, mentre in futuro gli scienziati vogliono utilizzare le telecamere di bordo. Ma la dimostrazione che un drone autonomo può in linea di principio volare più velocemente dei piloti umani è promettente. “Questo algoritmo può avere enormi applicazioni nella consegna di pacchi con droni, ispezione, ricerca e soccorso e altro ancora” conclude Scaramuzza.

Credit

Robotics and Perception Group, UZH

Linkway

https://www.media.uzh.ch/en/Press-Releases/2021/Drone-Race.html

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Source: Stampi
Droni più veloci dei piloti umani grazie a un nuovo algoritmo

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Ricreate tre città medievali con le stampanti Formlabs

Ricreate tre città medievali con le stampanti Formlabs

Città medievali

Le stampanti Formlabs permettono di ricreare in 3D le città medievali di Worms, Spira e Magonza.

La ricostruzione in 3D delle città antiche è diventata un elemento importante per archeologi, storici, storici dell’arte e architetti. Viene utilizzata non solo per illustrare le città, ma anche per comprendere meglio eventi storici e presentare visualizzazioni ipotetiche del passato.

Le città di Worms, Spira e Magonza, le cosiddette città SchUM, sono città storicamente preziose il cui sviluppo è di grande importanza. Essendo una delle comunità più influenti del Sacro Romano Impero nell’Alto Medioevo, queste città diventarono pilastri e centri sociali e culturali del potere imperiale. Per comprendere meglio il mondo medievale, la Direzione generale del patrimonio culturale della Renania-Palatinato, in collaborazione con l’Istituto di architettura della Hochschule Mainz – University of Applied Sciences, ha deciso di ricreare versioni 3D di tutte e tre le città. Dopo due anni di lavoro, sono nati sei modelli su larga scala delle tre città, ricostruite come erano nell’800 d.C., all’inizio del declino dell’Impero Romano, e nel 1250 d.C.

Città medievali
La ricostruzione delle tre città nei due diversi periodi di tempo è consistita in oltre 650 segmenti di 12×12 cm stampati usando la resina Formlabs White Resin.

Grazie alle informazioni in possesso degli studiosi, agli scavi archeologici e alle strutture rimanenti, le città sono state ricostruite digitalmente in tutti i loro dettagli per mostrare lo sviluppo delle varie religioni all’interno delle città stesse. Nel 1250 infatti ogni città aveva un quartiere ebraico e una cattedrale romana molto importante, collegata con l’imperatore e con la struttura della città.

L’essenziale attenzione ai dettagli grazie alla stampa stereolitografica (SLA)

La decisione di creare un rendering in scala il più accurato possibile, ha comportato anche la scelta del metodo di stampa corretto. La stampa 3D stereolitografica si è rivelata la scelta migliore per rispondere alle necessità di accuratezza e attenzione ai dettagli. Il team si è quindi rivolto alle stampanti Formlabs, adottando quattro stampanti Form 2 e tre stampanti Form 3 che hanno permesso di stampare in 3D oltre 650 segmenti nel corso del progetto, funzionando continuamente, a eccezione dei momenti in cui venivamo messe in pausa per procedere con la pulizia e la sostituzione dei serbatoi di resina.

A seconda del livello di dettaglio e dell’altezza degli edifici sul segmento, ogni stampa ha richiesto dalle 12 alle 24 ore. Prima è stata stampata la rispettiva base di 12 cm x 12 cm, con un’altezza da 0,8 a 0,9 cm, seguita poi dai dettagli architettonici.

Per rispettare gli standard architettonici, così come il livello di dettaglio richiesto, è stata scelta la Formlabs White Resin. Con il suo colore neutro, l’elevata fedeltà dei dettagli e la finitura superficiale opaca, questo materiale offre condizioni ideali senza necessità di un’ampia post-elaborazione.

Il flusso di lavoro per la creazione dei modelli

Dopo che le parti stampate in 3D sono state rimosse dalla stampante, ogni segmento è stato sottoposto a un processo specifico e delicato:

Lavaggio. Per rimuovere la resina in eccesso e preparare i segmenti per un’ulteriore lavorazione, ogni segmento è stato prima lavato in un bagno di alcol isopropilico (IPA) nel Form Wash di Formlabs.

Rimozione delle strutture di supporto. Dopo la rimozione del segmento dalla piattaforma di stampa, le strutture di supporto sono state rimosse in due fasi. Innanzitutto, le strutture più fini all’interno e sugli edifici sono state rimosse con cura utilizzando taglierina e pinzette. In questo caso è stato necessario prestare particolare attenzione ai segmenti con piccoli dettagli e aperture come le cattedrali per non rompere nulla. Nella seconda fase, le strutture grossolane al di sotto del segmento sono state rimosse e uniformate.

Carteggio. Per rimuovere eventuali segni dalle strutture di supporto e per rendere più visibili i dettagli, ogni parte è stata poi levigata e definita a mano.

Pittura. Come finitura finale, ogni segmento è stato spruzzato con due mani di vernice bianca utilizzando una pistola a spruzzo. Ciò ha permesso di valorizzare le superfici dei segmenti e mettere in risalto i dettagli più piccoli.

Dalla stampa in 3D al museo statale di Magonza

Dopo due anni, 650 segmenti e oltre 22.000 ore di lavoro, Worms, Speyer e Mainz, nei due periodi di tempo, sono state assemblate. Le ricostruzioni sono state esposte al pubblico presso il museo di Magonza durante la mostra “Gli imperatori e i pilastri del loro potere – da Carlo Magno a Federico Barbarossa”.

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Source: Attualita
Ricreate tre città medievali con le stampanti Formlabs

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