Il sistema che segnala l’arrivo dei mezzi di soccorso

Uno studio condotto presso l’Università Politecnica delle Marche, il progetto MOHMI,  pone le basi per lo sviluppo delle applicazioni per segnalare in automatico al guidatore di un veicolo l’arrivo dei mezzi di soccorso.

Con un’ottica rivolta alla mag­giore sicurezza, ma anche allo sviluppo di auto a guida auto­noma sempre più sofisticate, il progetto MOHMI (smart multimedia MOnitoring sy­stems for advanced HMI technologies in living environments) pone tra i propri obiettivi la pro­totipazione di un sistema hardware e software per supportare il guidatore nella percezione del mondo esterno (per esempio l’arrivo di un veicolo di emergenza).

Il progetto si fonda sull’utilizzo di tecniche di machine listening, ovvero di intelligenza arti­ficiale, in grado di catturare tramite apposite “orecchie” un evento sonoro particolare, come l’arrivo di un mezzo di soccorso a sirena spie­gata. Alle orecchie artificiali, viene affiancato anche un “occhio elettronico” (sistema di visione artificiale) in grado di controllare, all’insorgere del suono di sirena, se il guidatore si è accorto o meno della situazione di emergenza. In caso negativo, l’auto avvisa il conducente con un se­gnale dedicato, avvertendolo di fare attenzione all’arrivo del mezzo di soccorso.

MOHMI, le fasi di sviluppo del progetto

La prima fase del progetto ha visto i ricercatori mettere a punto un’autovettura con vari micro­foni, posizionati in modo da catturare i suoni in arrivo dal retro dell’auto e protetti dalle intem­perie e dalle forti correnti d’aria che alla velocità normale di una macchina rischierebbero di far registrare solamente sibili e fruscii. La vettura è stata poi condotta nel traffico per acquisire dati in scenari reali, così da raccogliere suoni utili per insegnare agli algoritmi di intelligenza arti­ficiale cosa discriminare (per esempio, il suono della sirena) all’interno della miriade di rumori in mezzo a cui l’uomo si trova tutti i giorni.

Un altro punto su cui i ricercatori stanno lavo­rando è lo sviluppo di tecniche che, sfruttando le informazioni provenienti da più microfoni intorno all’auto, siano in grado di indicare rapi­damente all’autista la direzione in cui guardare per osservare il passaggio del mezzo di soccorso. L’obiettivo è far sì che classificazione e stima del­la direzione d’arrivo siano il più precise possibile, con probabilità di successo pari o superiori al 99% anche in condizioni difficili (per esempio, in presenza di rumore elevato).

Infine, i ricercatori hanno svolto un lavoro di analisi del comportamento del guidatore all’ar­rivo del mezzo di soccorso mediante sistemi di visione artificiale, utilizzando per i loro esperi­menti la camera semianecoica del gruppo A3lab (Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione) presso l’Università Politecnica delle Marche. Sfruttando le peculiarità dell’ambiente - in cui il suono viene assorbito dalle pareti, rimuoven­do l’effetto della loro presenza e permettendo di simulare altri spazi - e la grandezza del locale, è stato possibile far entrare l’auto e generare il suo­no di una sirena in arrivo, monitorando tramite una telecamera le reazioni di parecchi soggetti.

Sensori DVS e sistemi di visione di tipo stereo

In particolare, sono stati sperimentati anche sensori fortemente innovativi che prendono il nome di camere a eventi, anche conosciute come DVS (Dynamic Vision Sensor). Si tratta di una tecnologia che garantisce un elevato range dinamico e permette di rilevare situazioni come l’apertura e la chiusura degli occhi o della bocca anche in presenza di condizioni critiche dovute a variazioni repentine della luminosità (per esempio, sole basso all’orizzonte all’ingresso/ uscita da una galleria).

L’analisi viene effettuata mediante reti neurali addestrate per tale scopo, con un’elaborazione dei dati in tempo reale grazie ad acceleratori hardware dedicati. Unitamente alla camera a eventi, i ricercatori stanno sperimentando dei sistemi di visione di tipo stereo, utilizzando due videocamere per calcolare la profondità e consentire ai dispositivi di vedere, comprendere, interagire e apprendere dal loro ambiente.

Il flusso dei dati raccolti viene processato attraverso una serie di algoritmi così da stimare la direzione dello sguardo del guidatore e valutarne il grado di attenzione a seguito di un evento inaspettato come l’avvicinarsi di un mezzo di soccorso. L’obiettivo è quello di osservare se il guidatore verifica negli specchietti retrovisori l’arrivo del veicolo di emergenza e fare in modo che in caso di necessità il sistema avvisi il conducente attraverso un messaggio acustico al fine di attuare le dovute precauzioni per agevolare il passaggio del mezzo di soccorso.

Conclusioni

Al momento i ricercatori del progetto MOHMI stanno studiando tutti gli algoritmi e sistemi complessi di cui sopra, così da integrarli in un prototipo con lo scopo di validare il lavoro. Gli algoritmi saranno poi messi alla prova e ottimizzati per fornire il massimo livello di sicurezza. Il passo successivo sarà il lavoro di integrazione tra hardware e software per il funzionamento del sistema all’interno di un’automobile, che sarà utilizzata durante tutto il progetto.

IMPLEMENTAZIONE DELL’INTERAZIONE TRA UOMO E MACCHINA A 360°

Tra gli obiettivi del proget to Mohmi c’ è anche lo sviluppo di un sistema domotico “intelligente”, che adatti il suo funzionamento al contesto d ’uso.

Nato all’interno del progetto MIRACLE (Marche Innovation and Research for Connected and sustainable Living Environments), il progetto MOHMI si pone come scopo lo sviluppo di soluzioni di augmented listening che agevolino l’implementazione di sistemi di interazione uomo-macchina tramite tecnologie DSP (Digital Signal Processing) e ML (Machine Learning).

Uno dei fronti su cui i ricercatori stanno lavorando è lo sviluppo di un sistema domotico, dotato di intelligenza emotiva, in grado di adattare il suo funzionamento in base al contesto d’uso così da massimizzare il comfort e il divertimento. L’interfaccia ha recentemente trovato un’applicazione presso l’azienda Videoworks di Ancona, che ha realizzato un prototipo funzionante destinato al mondo degli yacht di alta gamma.

«Grazie alla collaborazione con l’Università Politecnica delle Marche, l’azienda ha avuto accesso a una serie di risorse, conoscenze e tecnologie avanzate con lo scopo di realizzare un prototipo che in futuro potrà diventare un prodotto, adattato e arricchito, in funzione delle diverse esigenze.  Questo fatto per l’azienda è fondamentale, perché i nostri clienti hanno un grande interesse per le soluzioni tecnologiche più innovative, in cui ricercano caratteristiche di unicità e customizzazione. Abbiamo avuto l’opportunità di stringere rapporti anche con altre aziende ed enti di ricerca, che potrebbero condurre a nuove collaborazioni future oltre al progetto in corso», ha dichiarato Videoworks.