La “creatura” dell'Arslab del Dmi è stata premiata dalla comunità accademica e professionale alla Conferenza Internazionale su Pervasive Intelligence and Computing a Borocay nelle Filippine
Un ecosistema in cui i mondi virtuale e reale cooperano sinergicamente per il raggiungimento di obiettivi comuni.
Nasce un nuovo ecosistema all’interno dell’ARSLab del Dipartimento di Matematica e Informatica dell’Università di Catania che ha catturato l’attenzione della comunità accademica e professionale presente alla ventiduesima edizione della Conferenza Internazionale su Pervasive Intelligence and Computing (PICom 2024).
E proprio alla conferenza, che si è tenuta nei giorni scorsi nelle Filippine a Borocay, sponsorizzata dall'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), l’innovativo progetto Digital Twin, descritto dell’articolo Enhancing Robotic Systems Through a Distributed Multi-Agent Digital Twin Environment, firmato dal gruppo di ricerca del prof. Corrado Santoro del Dmi di Unict, ha vinto il prestigioso premio come “Best Paper”.
La ricerca descritta nell'articolo, nello specifico, introduce una soluzione avanzata di gemello digitale per sistemi robotici basata su un game engine open source, che i ricercatori etnei hanno denominato “Godot”. Questo approccio ha permesso di ridefinire l'ambiente del Digital Twin, un concetto descritto dal prof. Federico Fausto Santoro come "un ecosistema in cui i mondi virtuale e reale cooperano sinergicamente per il raggiungimento di obiettivi comuni".
A costituire il team il ricercatore Federico Fausto Santoro, titolare del corso di Internet of Things al Dmi di Unict, insieme con gli studenti Miriana Russo e Alessio Tudisco, attualmente iscritti al corso di laurea magistrale in Informatica, e il prof. Corrado Santoro.
Il team Unict ha partecipato alla conferenza presentando quattro articoli su tematiche legate alla robotica e all'internet-of-things (IoT), cioè sulla rete di oggetti fisici - "cose" - dotati di sensori, software e altre tecnologie allo scopo di connettersi e scambiare dati con altri dispositivi e sistemi tramite Internet.
E tra questi l’articolo che si è aggiudicato il Best Paper.
"Con questo riconoscimento - afferma il prof. Corrado Santoro -, abbiamo raggiunto un traguardo a conferma dell'ottimo lavoro di ricerca che si svolge all'interno dell'Autonomous and Robotic System Laboratory, il laboratorio del Dipartimento di Matematica e Informatica specializzato in ricerca e sviluppo su tematiche di AI, sistemi embedded, Internet of Things e robotica”.
“Traguardo raggiunto anche grazie all'indispensabile lavoro del collega Federico Fausto Santoro che a tutti gli effetti coordina con me le attività del laboratorio – ha spiegato -. Abbiamo così portato a casa non solo un riconoscimento formale, ma anche una bellissima esperienza durante la quale ci siamo potuti confrontare con gruppi di ricerca internazionali che sono sicuro ha arricchito il bagaglio culturale di tutti noi”.
L'ecosistema Digital Twin
L’innovazione di ARSLab e l’uso di Godot
Il progetto dell’ARSLab, guidato dal prof. Federico Fausto Santoro insieme con il docente Corrado Santoro (associato di Informatica al Dmi) e gli studenti magistrali Miriana Russo e Alessio Tudisco, ha ridefinito il concetto di Digital Twin sfruttando Godot, un motore tipicamente associato allo sviluppo di videogiochi.
Questa scelta non convenzionale ha dimostrato come strumenti open source, grazie alla loro flessibilità e modularità, possano offrire soluzioni innovative per affrontare le sfide tecniche dell’IoT, dell’industria e dell’automazione.
Il prof. Federico Fausto Santoro ha introdotto una nuova definizione del Digital Twin, formalizzando un nuovo concetto di Ambiente Digital Twin Collaborativo. Questo approccio non solo rafforza l’interazione tra fisico e digitale, ma promuove una visione più inclusiva e accessibile dello sviluppo tecnologico, estendendo il mondo del Digital Twin ad un nuovo livello, per la comunità scientifica e industriale.
Un Digital Twin (letteralmente “gemello digitale”) è una rappresentazione digitale di un sistema fisico all’interno di un ambiente virtuale, come ad esempio un mondo tridimensionale visualizzato in un computer; ciò è reso possibile utilizzando dati in tempo reale raccolti da sensori e dispositivi connessi.
Questo modello virtuale permette di monitorare, simulare e analizzare il comportamento del corrispondente fisico, consentendo di prevedere guasti, ottimizzare le prestazioni e testare scenari in modo sicuro. Viene utilizzato in settori come industria, sanità, trasporti ed energia per migliorare efficienza, ridurre costi e supportare decisioni strategiche.
Il gruppo di ricerca di Unict: il prof. Corrado Santoro, il ricercatore Federico Fausto Santoro, la dott. Miriana Russo e il dott. Alessio Tudisco
Il progetto Digital Twin Environment
Sviluppato dall’ARSLab con il motore open source, Godot si presta a una vasta gamma di applicazioni che spaziano dal mondo dei videogiochi a quello industriale.
“Nel settore videoludico, l’utilizzo di Godot permette di creare ambienti virtuali altamente immersivi e interattivi, utili non solo per il gameplay tradizionale, ma anche per esperienze di realtà aumentata e virtuale. Questi ambienti possono essere utilizzati per simulazioni avanzate, come la creazione di mondi persistenti che reagiscono in tempo reale a dati provenienti da sensori fisici”, spiega il prof. Federico Fausto Santoro.
“Nel contesto industriale, il Digital Twin Environment basato su Godot rappresenta una soluzione innovativa per il monitoraggio e la gestione di processi complessi e dei sistemi robotici autonomi – aggiunge -. Ad esempio, può essere impiegato per simulare il funzionamento di macchinari o impianti produttivi, consentendo di prevedere guasti, ottimizzare le prestazioni e ridurre i costi operativi”.
“Un altro esempio, presentato durante la conferenza PICom2024 e durante la GodotConf 2024 è quella per il monitoraggio e la gestione di sistemi multi-agenti mobili, come sistemi robotici autonomi, automatizzando i loro movimenti e comportamenti in funzione dell’ambiente reale e virtuale, gestendo, tra gli altri, il miglior percorso da intraprendere per arrivare in un determinato punto, considerando ostacoli virtuali e reali, a differenza dei normali sistemi a “rotaia” come il linepath following o altri sistemi”, precisa il prof. Santoro.
“Questa tecnologia può essere utilizzata per la formazione del personale, offrendo esperienze di apprendimento pratiche in un ambiente sicuro e virtuale oppure alterare i comportamenti degli agenti reali, alterando solo l’ambiente virtuale, ad esempio impedendo a dei robot di entrare in una stanza o di effettuare un determinato percorso inserendo un muro virtuale”, ha precisato il ricercatore.
“Grazie alla sua flessibilità e alla sua natura open-source – ha aggiunto -, Godot consente di superare le barriere economiche di altre soluzioni proprietarie, rendendo il Digital Twin accessibile anche a piccole e medie imprese, oltre che al mondo della ricerca e dello sviluppo tecnologico”.
L'ecosistema Digital Twin
Cos’è l’Internet-of-Things
“Al giorno d’oggi, utilizziamo un gran numero di dispositivi tecnologici interconnessi tra loro – spiegano i ricercatori del team Unict -. Usiamo il nostro smartphone non solo per comunicare e navigare ma anche per effettuare pagamenti, o per interagire con dispositivi casalinghi come Alexa o Dot”.
“L’Internet-of-Things rappresenta lo step successivo e si configura come una rete formata tantissimi dispositivi connessi tra loro attraverso una rete wireless, che pervadono l’ambiente in cui viviamo – precisano -. L’IoT immagina, ad esempio, una casa tecnologica dove tutte le utenze, luci, elettrodomestici, condizionatori, sveglie, sono dispositivi “smart” in grado di comunicare sia tra loro che attraverso Internet, effettuando azioni “intelligenti”, come modificare l’orario di sveglia sulla base delle condizioni del traffico, adattare le luci dell'ambiente sulla base delle condizioni di luminosità esterne, programmare i robot da cucina”.
“E ancora con un sistema IoT, installato in una città, sarebbe possibile monitorare il traffico in tempo reale, suggerire ai navigatori degli utenti percorsi alternativi, permettere la ricerca e la prenotazione di un parcheggio”, aggiungono i ricercatori.