Creazione di un framework per la modellazione e la simulazione di manichini virtuali per automatizzare la validazione di requisiti ergonomici in ambito di progettazione spaziale

I sistemi di realtà virtuale consentono la creazione, attraverso l'uso dei computer, di ambienti tridimensionali nei quali l'utente abbia la possibilità di muoversi ed interagire come se fosse in un ambiente reale per eseguire una serie di operazioni in maniera efficiente e confortevole. Il laboratorio di Realtà Virtuale del COSE Centre di Thales Alenia Space, in cui ha avuto luogo il tirocinio grazie al quale ho avuto l'opportunità di sviluppare il mio lavoro di tesi, contiene un CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) - ossia un ambiente di realtà virtuale immersivo in cui sono presenti tre schermi su cui vengono retro-proiettate le scene 3D. Uno dei problemi che Thales Alenia Space ha incontrato nella progettazione dei suoi prodotti è l'impossibilità di riprodurre a terra le condizioni ambientali in cui essi andranno ad operare, come l'assenza di gravità. Con l'avvento della Realtà Virtuale è stato possibile, quindi, creare ambienti complessi e realistici con costi relativamente contenuti. Risulta anche facilitato l'aspetto collaborativo della progettazione spaziale grazie alla visualizzazione del modello in scala 1:1 e alla possibilità di apportare in tempo reale le modifiche desiderate. Thales Alenia Space ritiene che in futuro, ancora più di oggi, la Realtà Virtuale permetterà di velocizzare notevolmente la fase di sviluppo e di ridurre le non-conformità in fase di realizzazione, conducendo ad un notevole risparmio di tempo e denaro. È possibile applicare le conoscenze nel campo della Realtà Virtuale agli studi ergonomici ed antropometrici in ambito di progettazione spaziale. L'ergonomia studia il design degli equipaggiamenti e dei dispositivi che, in determinati contesti come quello spaziale, possano adattarsi al corpo ed alle posture dell'uomo, nonché alle sue abilità cognitive. Uno dei motivi per cui è utile verificare i requisiti ergonomici tramite la Realtà Virtuale è che l'intero progetto della ISS (International Space Station) è stato e continua ad essere ideato, sviluppato e completato a terra, in un normale ambiente in 1G, mentre sulla ISS l'ambiente è in gravità 0G, cioè si è in assenza di gravità. Arricchendo di nuove funzionalità i software già disponibili in azienda, si vuol fare in modo che le simulazioni siano quanto più possibile immersive, credibili e realistiche. Il progetto è stato basato sull'integrazione di un framework di gestione, interfacciamento ed animazione di manichini virtuali tridimensionali all'interno di VERITAS (Virtual Enviroment Research In Thales Alenia Space), un software sviluppato dalla Thales Alenia Space Italia. Parte del lavoro di tesi è stato svolto con la partecipazione di Chiara Nicosia, laureanda in Ingegneria Informatica presso il Politecnico di Torino. Le tematiche trattate in collaborazione fondamentalmente sono: ¿ Integrazione in VERITAS di manichini con sistema scheletrico da software di modellazione 3D; ¿ creazione di un'interfaccia in VERITAS che consenta il movimento delle singole componenti dei manichini in tempo reale; ¿ interfacciamento di un sistema di motion capture con VERITAS. È stata progettata e sviluppata in maniera individuale, invece, l'integrazione delle animazioni create tramite software di modellazione 3D in VERITAS.