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ArcheoROV project, un passo avanti per la ricerca subacquea archeologia

Reading Time: 4 minutes

livello elementare
.
ARGOMENTO: ARCHEOLOGIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: TECNOLOGIA
parole chiave: robot, archeo

I progressi della tecnologia oceanografica offrono sempre più strumenti per ottimizzare le ricerche subacquee anche in campi specialistici. Il progetto ArcheoROV è stato sviluppato e costruito nel Roverto WitLab, che si trova nel Green Manufacturing Project incubator di Trentino Development. Un progetto quindi italiano costruito per la Arc-Team, una società che fornisce molteplici servizi nel campo del patrimonio culturale, tra cui il supporto all’archeologia subacquea, riprese aeree da droni volanti, ricerche archivistiche, studi storici e scavi archeologici.

Lo scopo della ricerca è lo sviluppo di un ROV  (Remotely Operated Underwater Vehicle) Open Hardware, specificatamente disegnato per scopi di archeologia subacquea. Il progetto si inserisce nella linea di ricerca della Arc-Team che, dal 2006, si occupa di studiare e sviluppare progetti di robotica ed elettronica applicata all’archeologia, conseguendo importanti risultati come lo sviluppo di droni Open Hardware per l’esplorazione aerea e piccoli dispositivi di analisi archeologiche, sempre basati su elettronica Open Hardware ovvero disponibile a tutti per applicazioni personalizzate.

ArcheoRov è un dispositivo pensato per poter supportare missioni archeologiche allo scopo di ottimizzare il lavoro dei subacquei, consentendo di risparmiare tempo ed energie e delegando alla macchina i compiti più dispersivi, come le missioni esplorative. Questa strategia permette agli operatori umani di concentrarsi su immersioni finalizzate allo studio di evidenze già individuate. Oltre a ciò, ArcheoROV è in grado di eseguire quelle operazioni che un subacqueo non potrebbe effettuare in completa sicurezza, come la documentazione 3D SfM di manufatti od ecofatti sviluppati in altezza (qualora vi sia un cambio barimetrico/batometrico importante), per la quale sarebbe necessario un continuo movimento ascensionale e discensionale che  potrebbe portare problemi decompressivi.

Inoltre il ROV è in grado di operare senza problemi a profondità notevoli (fino a 100 m) ed in condizioni termiche difficili (4-5 gradi), che comporterebbero voci economiche importanti se affidate ad archeologi subacquei. Un tale approccio permette di espandere il campo dell’esplorazione dei fondali sommersi anche ad aree non ancora ben indagate. Da un punto di vista tecnico ArcheoROV è stato sviluppato sin dall’inizio per essere un veicolo subacqueo teleguidato tramite il sistema Open Source ROS (Robot Operating System), montato sulla scheda aperta BeagleBone Black.

Questa implementazione è stata considerata sin dall’inizio per poter gestire algoritmi di localizzazione e mappatura di tipo SLAM (Simultanous Localization and Mapping), basati inizialmente su tecniche odometriche via camere USB e aperti a future integrazioni via sonar. Inoltre il sistema ROS permetterà in futuro di gestire tutta l’eventuale sensoristica con cui potrebbe essere necessario equipaggiare ArcheROV, tramite moduli aggiuntivi esterni. L’hardware ArcheoRov è stato progettato utilizzando SOLIDWORKS con software scritto in Python. Il primo modello, con una fotocamera per la navigazione e uno per le riprese 3D, è già disponibile, ma WitLab è già tornato al tavolo da disegno, sviluppando una versione dotata di sonar con un termometro e un braccio meccanico.

Abstract
ArcheoROV is a joint project carried on by Arc-Team, society which operates in the field of archeology and cultural heritage, and WitLab, one of the main FabLab in Italy, located in Rovereto (TN). The research focuses on the development of an Open Hardware ROV (Remotely Operated underwater Vehicle), specifically designed for archaeological aims. Its main purpose is to free human underwater operators from dispersive tasks, like exploratory missions, helping them in concentrate on areas with identified targets. Moreover ArcheoROV can perform particular operations, like 3D documentation of submerged objects with a vertical extension, which a scuba diver could not deal maintaining basic safety rules (due to the continuous changing of the pressure conditions).

Another benefit regarding the use of ArcheoROV is the possibility to operate on extreme condition both for accessible marine depths (up to 100 meters) and for the different thermoclines (4-5 degrees). From a technical point of view, the ROV has been designed since to beginning to be ROS capable. In this way the open hardware BeagleBone Black (which is the main device onboard) is able to use the open Robot Operating System to perform real time SLAM (Simultanous Localization And Mapping) with odometry (via USB cams) and, following the planned development, with sonar. Moreover, ROS will be able to handle possible future integrations of additional external sensors.

 

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