I principi di funzionamento degli algoritmi di fotogrammetria consentono di spaziare dal rilievo di scenari ampi fino al microscopico. Fondamentalmente, a parte la tecnica di ripresa che cambia a seconda di quale oggetto e a quale scala si intende lavorare, per riuscire nell’impresa occorre scattare foto perfettamente messe a fuoco.
Perché eseguire scansioni macroscopiche e miscroscopiche in cantiere? Per almeno un paio di buone ragioni.
Vediamo quali sono, in questo breve articolo guida estratto dal volume Diagnosi del degrado: metodi avanzati per lo studio dei materiali e dell’ambiente costruito di Matteo Felitti, Lucia Rosaria Mecca, Nicola Santoro, edito da Maggioli Editore.
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Indice
Perché eseguire scansioni macroscopiche e miscroscopiche in cantiere?
Restando nell’ambito delle patologie edilizie, ad esempio, è stato possibile estendere il campo di indagine dei quadri fessurativi in profondità. Grazie all’uso di strategie di ripresa supportate da algoritmi di intelligenza artificiale, nel caso dello studio di un ponte, è stato possibile indagare la morfologia di una lesione negli strati profondi. La percezione del fenomeno cambia a scala macroscopica.
Inoltre avendo disponibile il rilievo macroscopico e miscoscopico, è possibile misurare con estrema accuratezza nello spazio e nel tempo la progressione del fenomeno degenerativo.
Perché usare l’intelligenza artificiale?
Fondamentalmente perché alcune sue applicazioni semplificano moltissimo sia le competenze richieste in cantiere dall’operatore che il lavoro in post produzione.
Giova ricordare che allo stato attuale, per quanto a conoscenza degli autori, non esistono lenti in grado di catturare fotogrammi a forte ingrandimento (da 6x a 500x) ottenendo una perfetta messa a fuoco. È un concetto ben noto ai fotografi specializzati in questo settore. Le migliori attrezzature consentono buoni risultati su aree parziali del fotogramma.
Nelle ricerche degli ultimi anni condotte in cantiere è stato possibile adoperare la tecnica del focus stacking. Tuttavia, chi opera in un cantiere, tra polvere, inquinamento di ogni sorta, vibrazioni (che diventano cruciali per chi si deve occupare di questi rilievi), risulta praticamente impossibile svolgere questo tipo di attività.
Aggiungiamo anche le condizioni di illuminazione e la circostanza che spesso, per lavorare senza particolari interferenze occorre eseguire scansioni in notturna, e la faccenda si complica davvero al punto da considerare questo tipo di lavoro praticamente impossibile.
Ancora una volta la costante sperimentazione di nuove tecnologie ha permesso di abbattere molte barriere, rendendo possibile quello che per molti colleghi è inattuabile e per altri, persino inutile.
Possibile eseguire una scansione tridimensionale con tecnica fotogrammetrica in notturna?
La risposta è sì. L’illuminotecnica ha compiuto passi da gigante grazie in particolare a due specifiche evoluzioni degli ultimi tempi: quella dei led ad alte prestazioni e quella delle batterie, entrambi governati da un approccio intelligente da remoto.
Quindi riassumendo, grazie all’intelligenza artificiale che automatizza, supervisiona e governa le fasi di acquisizione in cantiere, grazie a dispositivi di illuminazione smart dotati di moduli AI connessi alla piattaforma, estremamente performanti e in grado di illuminare ampie porzioni dello scenario di rilievo, grazie alla evoluzione degli algoritmi structure from motion, è possibile costruire un flusso di lavoro nuovo e adatto a svolgere questo tipo di lavoro.
Non bastano le attrezzature
Tutto lo scenario di rilievo necessita di una cabina di regia: pertanto non basta avere le attrezzature, ma occorre governare ogni aspetto in maniera coordinata o, come amano dire i fautori più o meno consapevoli delle contaminazioni linguistiche, “smart”. In buona sostanza lasciare al Deep Learning il controllo del processo di acquisizione in cantiere come il dimmeraggio delle sorgenti luminose, quello della posizione spaziale in tempo reale di ogni elemento della scena, lo scatto e l’elaborazione in tempo reale dei fotogrammi, l’invio dei risultati alla postazione di elaborazione (sul posto o a migliaia di chilometri dal cantiere).
Senza l’intelligenza artificiale sarebbe impossibile svolgere questo lavoro, sia per i costi proibitivi dovuti alla presenza di personale specializzato, sia per la logistica dei cantieri che non consentono, per motivi di sicurezza, questo tipo di attività.
A parere degli autori, per riuscire nell’intento di ottenere un gemello digitale con questo approccio, occorre semplificare al massimo la fase di acquisizione del dato.
Per saperne di più, continua a leggere dal volume
Diagnosi del degrado: metodi avanzati per lo studio dei materiali e dell’ambiente costruito
Il manuale descrive i risultati ottenuti dall’uso di alcune tecniche avanzate di diagnostica strutturale pensate per i professionisti del cantiere e per gli studiosi delle patologie edilizie, con taglio pratico. È stato scritto per essere letto da un vasto pubblico, senza la pretesa che il lettore abbia specifiche competenze sulle nuvole di punti e rilievi tridimensionali. Ognuno degli autori ha una consolidata esperienza nel proprio ambito, e tutti sono animati dal desiderio di innovare, cercare soluzioni nuove a problemi affrontati nella prassi quotidiana degli strutturisti, dei tecnologi del calcestruzzo o dei patologi delle strutture edilizie. Attraverso una raccolta di oltre 140 tavole a colori commentate, il manuale descrive e analizza i metodi avanzati per la diagnosi del degrado: dalla fotogrammetria di cantiere alle tecniche tomografiche nello studio dei materiali; dal rilievo tridimensionale (macro e microscopico) delle patologie edilizie all’uso della tecnologia del laser tridimensionale. L’opera fornisce utili indicazioni sulle analisi dei carotaggi del calcestruzzo e sull’espulsione del copriferro e dei distacchi oltre ad approfondire diversi altri aspetti legati all’innovazione nella diagnostica predittiva per la conservazione delle prestazioni nel tempo dei manufatti di ingegneria civile. Matteo Felitti Titolare dello studio Engineering & Concrete Consulting, si occupa di calcolo strutturale, dissesti statici nelle costruzioni esistenti, degrado dei materiali e risoluzione di contestazioni. Svolge attività di consulenza presso aziende che operano nel settore della prefabbricazione e della fornitura di calcestruzzi prestazionali. Cultore di Scienza delle Costruzioni, docente Esterno di “Calcolo Automatico delle Strutture” presso l’Università degli Studi di Napoli Federico II. Ispettore di ponti, viadotti e passerelle. Lucia Rosaria Mecca Ingegnere strutturista, titolare dello Studio MeccaIngegneria. Si occupa prevalentemente di progettazione e direzione lavori di opere ed infrastrutture realizzate in ambito civile e industriale. Svolge attività di consulenza negli ambiti dell’ingegneria geotecnica e strutturale per professionisti e società in ambito nazionale e internazionale. Autrice di testi e pubblicazioni per collane e riviste di settore. Nicola Santoro Ricercatore autonomo nel settore della computer grafica e dell’Intelligenza artificiale applicata alla geomatica. Laureato in ingegneria civile all’Università degli studi di Salerno. Relatore in convegni e seminari tecnici. Autore di testi e pubblicazioni per collane e riviste del settore. Attualmente lavora a Napoli presso l’Agenzia delle Dogane e Monopoli.
Matteo Felitti, Lucia Rosaria Mecca, Nicola Santoro | Maggioli Editore 2022
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