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Presentato a Ingegneria “Tor Vergata” l’Osservatorio Cyber4Health sulle vulnerabilità cyber e fisiche dei dispositivi medici

Massimiliano Caramia Archivio 2023, Eventi, IN EVIDENZA, News Ricerca, Tutte le news , , , , , , ,
Presentato a Ingegneria “Tor Vergata” l’Osservatorio Cyber4Health sulle vulnerabilità cyber e fisiche dei dispositivi medici

di Pamela Pergolini

Nell’ambito delle attività di ricerca svolte in collaborazione con il Centro di Competenza Cyber 4.0, l’Università di Roma “Tor Vergata”  ha realizzato  l’Osservatorio “C4H – CYBER4HEALTH”, una piattaforma per la sicurezza informatica dei dispositivi medici, tra le prime al mondo nel suo genere, finalizzata a fornire una base di conoscenze tecniche e legislative sulla vulnerabilità dei dispositivi medici,  soprattutto wireless, rispetto a eventuali attacchi informatici ed elettromagnetici.
“Cyber4Health”, che si rivolge in particolare a sviluppatori tecnologici, integratori di sistemi, gestori di servizi, ospedali ma anche ai pazienti, è stata presentata mercoledì 17 maggio presso la Macroarea di Ingegneria dell’Università Roma “Tor Vergata” (Aula Convegni, Edificio Didattica, Piano Terra), nell’ambito del workshop durante il quale sono stati presentati i primi risultati ottenuti con una dimostrazione dal vivo dell’utilizzo della piattaforma informatica. Sono intervenuti, tra gli altri, il rettore dell’Università di Roma “Tor Vergata” Nathan Levialdi Ghiron, il prorettore al Trasferimento Tecnologico dell’Università di Roma “Tor Vergata”, Vincenzo Tagliaferri, il presidente di Cyber 4.0, Università La Sapienza di Roma, Leonardo Querzoni.

«Possiamo distinguere due tipi di security, la Cybersecurity, che riguarda la protezione nei confronti di attacchi di natura software e la Sicurezza Fisica, che riguarda la protezione nei confronti dell’hardware, la parte elettronica dei dispositivi medici», ha chiarito fin da subito Francesca Nanni, dottoranda in Ingegneria medica all’Università di Roma “Tor Vergata che ha lavorato alla realizzazione dell’Osservatorio Cyber4Health.
I dispositivi medici, a partire dagli apparati diagnostici ospedalieri fino ai sistemi elettronici indossabili e a quelli impiantabili nel nostro corpo, costituiscono un imprescindibile strumento per la cura e la salute della persona, sia in ambiente ospedaliero sia in quello domestico. La loro rapida evoluzione li ha portati a incrociare le traiettorie delle tecnologie wireless e dei sistemi di Intelligenza Artificiale: se da un lato questo ha permesso di realizzare strumenti sempre più all’avanguardia per la salute dei pazienti, dall’altra moltiplica l’eventualità di possibili rischi per la sicurezza informatica e fisica dei dispositivi, rischi legati proprio alla varietà delle interazioni con l’esterno che questi strumenti rendono possibile.
CLASSIFICAZIONE DEI DISPOSITIVI E METODO CVSS, IL PUNTEGGIO DI VULNERABILITÀ
«La piattaforma, il cuore dell’Osservatorio, è stata realizzata anche con la collaborazione del Laboratorio  di Elettromagnetismo Pervasivo di “Tor Vergata” della Macroarea di Ingegneria. Se da un alto intende offrire un servizio non solo alle aziende ma a tutti coloro che si occupano dello sviluppo, della certificazione, della manutenzione e della messa in commercio riguardo alle attuali vulnerabilità, dall’altro ha l’obiettivo di innalzare il livello di consapevolezza dell’utente finale, ovvero medici e pazienti», ha affermato Francesco Lestini, dottorando in ingegneria medica a “Tor Vergata” che ha lavorato alla realizzazione della piattaforma. L’Osservatorio raccoglie dati sui dispositivi esistenti nel settore medicale proveniente, al momento, da organizzazioni governative e articoli scientifici. e fornisce in tempo reale il numero delle vulnerabilità dei dispositivi medici e degli attacchi informatici rilevati, assegnando ai sistemi utilizzati un punteggio di vulnerabilità, “Common Vulnerability Scoring System (CVSS)”: «un metodo che non misura il rischio ma la gravità delle vulnerabilità scoperte, con la possibilità per industrie, organizzazioni e governi di definire delle priorità per le attività di risoluzione di tali vulnerabilità», ha spiega Gaetano Marrocco, professore ordinario di Campi Elettromagnetici, Università di Roma “Tor Vergata” e coordinatore del corso di studi in Ingegneria Medica, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica, che ha organizzato il workshop e moderato l’evento.
La piattaforma classifica i dispositivi rispetto ad alcuni campi individuati dai ricercatori di “Tor Vergata: in base al distretto corporeo di applicazione (stomaco, suore, etc), rispetto alla tipologia di dispositivi (pacemaker, risonanza magnetica, rete ospedaliera, etc.).  al tipo di attacco cyber (eavesdropping, sniffing, accesso non autorizzato, etc,), rispetto alla tipologia generica del dispositivo (impiantato, wearable, smartwatch, dispositivi ospedalieri), in base all’anno della vulnerabilità, al tipo di vulnerabilità (cyber o fisica), ma soprattutto sulla base della gravità della vulnerabilità (CVSS) e sulla classe di rischio, quattro le classi dal punto di vista della sicurezza del paziente.
ATTACCHI INFORMATICI: DAI SISTEMI INFORMATIVI OSPEDALIERI AI PACEMAKER
«Ho chiesto di scrivere a ChatGPT un comunicato stampa datato 17 maggio 2028 – ha aperto  così il suo intervento il professor Giuseppe Bianchi, ordinario di Telecomunicazioni a “Tor Vergata”. «Lo scenario descritto dall’Intelligenza Artificiale riguardo a probabili attacchi informatici dei dispostivi medici, seppur realistico, probabilmente non si verificherà perché l’attaccante, che in genere agisce per soldi o per distruggere infrastrutture critiche durante, ad esempio, conflitti bellici, sembra avere altri obiettivi rispetto a quello costituito dalla salute dell’individuo. Quello che però potrebbe succedere – continua Bianchi – è l’evoluzione dei ransomware, predetto già una decina di anni fa.  Nel momento in cui passiamo all’Internet delle Cose (IoT) il rischio è che gli attacchi ransomware, che oggi colpiscono i dati, possano bloccare invece gli oggetti e quindi l’attaccante possa chiedere un riscatto semplicemente per sbloccare una lavatrice, il frigorifero oppure un dispositivo medico».
In campo medico le disfunzioni causate oggi ai sistemi informativi degli ospedali, spesso oggetto di attacchi hacker con richieste di riscatto, potrebbero però affliggere in un futuro non lontanissimo anche neuro-stimolatori, pacemaker, pompe di insulina e defribillatori, con conseguenze ben più dannose per la privacy e la salute del paziente. «Il tema della sicurezza cyber-fisica dei dispositivi medici assume una significativa rilevanza per produttori, ospedali e pazienti soprattutto nell’attuale e futuro scenario di crescente interconnessione», sottolinea il professor Marrocco. «Inoltre, i dispositivi medici del futuro saranno sempre più biointegrati, pensiamo all’utilizzo di protesi sensorizzate, e questo moltiplicherà la numerosità dei dispositivi medici impiegati».
DIFFONDERE UNA CULTURA DI CYBERSICUREZZA BY DESIGN 
L’Osservatorio vuole stimolare una cultura di “Cyber-Physical Security by Design” che, partendo dalla conoscenza delle problematiche già accertate o plausibili, possa mitigare i rischi già nella fase di definizione del dispositivo medicale e della catena di valore da esso abilitata. Il workshop, che si è articolato in una sessione più tecnica e una più regolatoria, ha fornito un punto di vista multidisciplinare sulla tematica emergente della cybersicurezza in ambito medico grazie alla partecipazione di relatori e relatrici del mondo scientifico, regolatorio, legislativo e industriale: uno scenario che ben rappresenta la complessità dello stato dell’arte e le tante sfide ancora aperte, offrendo utili spunti di riflessione e discussione.
SAFETY vs SECURITY
Dai numerosi interventi che si sono avvicendati durante il workshop è emerso che tra i principali motivi di vulnerabilità nel campo dei dispostivi medici c’è l’obsolescenza tecnologica e la mancanza di aggiornamenti dei sistemi embedded, come ad esempio il macchinario per la TAC, o a livello software (atching) e che spesso i dispositivi risultano ingegnerizzati bene per garantire la safety ma non altrettanto bene per garantire la security. Cosa fare allora?  Innanzitutto cominciare a diversificare le reti su cui viaggiano le informazioni e fare in modo che i tempi dei processi di aggiornamento e quelli di certificazione vadano di pari passo. 
Il programma del workshop è disponibile alla pagina 
ALLEGATI:
Comunicato stampa
SELEZIONE DAI MEDIA 

Attacchi hacker a pacemaker e defibrillatori: “Troppo vulnerabili, oltre 150-200 violazioni” – Adnkronos.it
In 5 anni 150 attacchi hacker a pacemaker e defibrillatori – Ansa.it
Cybersecurity, a Tor Vergata un osservatorio a prova di hacker per la sicurezza dei dispositivi medici – Il Mattino (MoltoFuturo – Il Messaggero) 
CYBER4HEALTH: presentato l’Osservatorio sulle vulnerabilità cyber e fisiche dei dispositivi medici -Tecnomedicina.it 
Il cuore oltre l’attacco (informatico) – Rai TGR LAZIO, edizione ore 14:00, 12.06.2023

 

 

 

 
 
 
 
 
 

 

 

In arrivo a Roma ICCAD’23, la Conferenza Internazionale sull’Automazione

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In arrivo a Roma ICCAD’23, la Conferenza Internazionale sull’Automazione
L’edizione 2023 dell’International Conference on Control, Automation and Diagnosis (ICCAD) si terrà dal 10 al 12 maggio a Roma presso la Macroarea di Ingegneria dell’Università di Roma “Tor Vergata”. La conferenza ICCAD,  partita da Hammamet (2017), è poi approdata a Marrakech (2018), Grenoble (2019 e 2021), Parigi (2020), Lisbona (2022) e, ora, nel 2023 la settima edizione arriva a Roma.  La conferenza è l’occasione per presentare risultati di ricerca e nuove sfide nel campo dell’automazione, ovvero del trasferimento alle macchine di operazioni di governo e controllo di dispositivi, processi e sistemi di diversa natura. Si parla di automazione ogni qualvolta un’operazione viene eseguita da una macchina senza, o con ridotto, intervento dell’uomo. Il convegno riunisce esperti dell’industria, dei governi e del mondo accademico, esperti in ingegneria, progettazione e ricerca. Il convegno affronterà aspetti sia teorici che applicativi, con particolare attenzione agli scenari di convergenza fra Intelligenza computazionale, Interazioni uomo-macchina, Metodi di intelligenza artificiale per la diagnosi, Informatica e Robotica. Tre sono le aree tematiche generali nelle quali si confronteranno i relatori provenienti, in particolare, da Nord Africa, Medio Oriente, Paesi Arabi, India ed Europa: Controlli automatici e Sistemi di controllo; Diagnosi ed isolamento dei guasti; Sistemi robotici
IL FUTURO DELLA RICERCA NELL’ AUTOMAZIONE
Per le comunità accademiche e industriali ICCAD 2023 è una straordinaria opportunità di condividere soluzioni e discutere le future direzioni di ricerca nel campo dell’automazione. «L’automazione è un settore in fortissima espansione, come dimostra anche l’altissima richiesta di ingegneri dell’automazione con competenze avanzate negli ambiti della robotica e del controllo di processi. In questo ambito l’Ateneo di “Tor Vergata” è da sempre in prima linea, se si considera che uno dei docenti fondatori dell’ateneo, il professor Salvatore Nicosia, è stato il pioniere degli studi di robotica nelle università romane», afferma il professor Sergio Galeani, coordinatore del corso di laurea magistrale in Ingegneria dell’automazione presso il Dipartimento Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica. «Lo strumento alla base dell’automazione è la teoria matematica dei sistemi e del controllo, che rende possibile studiare le caratteristiche dinamiche che regolano l’evoluzione di un qualunque sistema, naturale o artificiale, in modo sostanzialmente indipendente dal contesto applicativo, consentendo una comprensione profonda di alcuni fenomeni universalmente presenti in ogni realtà in grado di autoregolarsi», spiega il professor  Galeani. 
DALLA TEORIA DEI SISTEMI ALLA TEORIA DEL CONTROLLO
L’automazione è per sua natura multidisciplinare e trova applicazione nei più svariati ambiti, toccando da vicino la nostra vita quotidiana: dalle semplici applicazioni presenti negli elettrodomestici (frigoriferi, lavatrici, condizionatori) alle applicazioni nel campo automobilistico (sistemi di frenatura e sterzo servoassistiti, sospensioni attive, controllo della velocità di crociera, guida autonoma), aerospaziale (piloti automatici per aerei o droni, controllo dell’orbita dei satelliti), manifatturiero, energetico, medico (robotica medica, organi artificiali), e via dicendo.  «Grazie alla teoria dei sistemi – continua Galeani – tutti i sistemi di automazione possono essere studiati con la stessa metodologia matematica. La stessa metodologia consente non solo di descrivere il comportamento “spontaneo” del “sistema dinamico” considerato  – che potrebbe essere un aereo, un processo industriale o economico, un robot, un ecosistema, etc. – ma permette di determinare come modulare i parametri che ne determinano il comportamento in modo da indurre un’evoluzione più desiderabile o sostenibile: questa è la genesi della teoria del controllo», aggiunge Galeani. 
PRESENTAZIONI PLENARIE
Oltre a numerose presentazioni nelle sessioni tecniche parallele, l’edizione di quest’anno ospiterà tre presentazioni plenarie da parte di esperti riconosciuti a livello internazionale (Maria Di Mascolo (CNRS, Francia) illustrerà i metodi per rendere più efficienti i sistemi di produzione nell’ambito biomedico; Carlo Cecati (Università de L’Aquila) descriverà dei metodi analitici per la modulazione nei convertitori di potenza; Bernard Brogliato (INRIA, Francia) parlerà di metodi impliciti per la discretizzazione di controllori sliding-mode) e due presentazioni semi-plenarie da parte di due giovani brillanti accademici (Thulasi Mylvagana, Imperial College London, mostrerà l’applicazione della teoria dei giochi differenziali al controllo automatico, ad esempio per evitare collisioni in sistemi multi-agente; Corrado Possieri, Università di Roma “Tor Vergata”, spiegherà l’utilizzo di tecniche di geometria algebrica per la robotica e la teoria del controllo). 
ICCAD’23 è organizzata dall’Associazione tunisina per la tecnologia e lo sviluppo sostenibile (ATTeDD), con la sponsorizzazione tecnica di IEEE Systems, Man and Cybernetics Society, Polytech Grenoble e IEEE Society. 
ICCAD 2023_Programma 

 

Ceneri pesanti da termovalorizzazione dei rifiuti: la strada del riciclo della frazione minerale da rifiuto a prodotto

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Ceneri pesanti da termovalorizzazione dei rifiuti: la strada del riciclo della frazione minerale da rifiuto a prodotto

di Pamela Pergolini

La Termovalorizzazione di rifiuti dà origine a diversi flussi di residui solidi, tra cui le ceneri pesanti, dette anche scorie di fondo oppure, con il termine inglese, “Bottom Ash” (BA), che rappresentano il quantitativo più abbondante, ovvero circa il 15-22%, in peso, dei rifiuti trattati. 
Nel 2020 in Europa in base ai rifiuti avviati a termovalorizzazione, circa 101 milioni di tonnellate tra rifiuti urbani, commerciali e industriali, si stima una produzione di circa 20 milioni di tonnellate di ceneri pesanti (BA) da termovalorizzazione di rifiuti, in seguito al processo di combustione. In questa parte residua incombustibile dei rifiuti inceneriti sono presenti importanti quantità di metalli e minerali che offrono molte opportunità di riciclo. In Italia esistono già diversi grandi impianti di trattamento per questi residui che recuperano metalli ferrosi e alluminio, oltreché materiali da utilizzare nel campo dell’ingegneria civile. La frazione minerale delle ceneri pesanti presenta infatti una composizione fisico-chimica in termini di costituenti principali simile a quella dei materiali impiegati nell’ingegneria civile come inerti o filler; tuttavia, presenta tipicamente un contenuto più elevato di contaminanti inorganici, come metalli, metalloidi e sali che potrebbero essere rilasciati (o “lisciviati”) a contatto con acqua, in funzione delle loro caratteristiche e delle condizioni di utilizzo. Attualmente, la maggior parte della frazione minerale delle ceneri di fondo viene riciclata, ma non è stata stabilita a livello nazionale una procedura per attribuire alla frazione minerale, che costituisce oltre il 75% in peso delle ceneri pesanti, la qualifica di prodotto invece di rifiuto (End of Waste). Ciò determina incertezze per il settore e una diversificazione a livello regionale delle procedure applicate per determinare la compatibilità ambientale dei prodotti di riciclo.  
LO STUDIO INGEGNERIA “TOR VERGATA” – A2A
Nello studio commissionato dalla Gruppo A2A Ambiente al Dipartimento di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica (DICII) dell’Università di Roma “Tor Vergata”  – e presentato durante il convegno “Verso un nuovo inizio per l’End of Waste”  che si è tenuto il 31 marzo a Villa Mondragone, Centro Congressi dell’Ateneo (a Monte Porzio Catone) –  è stata proposta e applicata una metodologia per valutare la compatibilità ambientale dell’utilizzo di prodotti ottenuti dal trattamento di ceneri pesanti da impianti di termovalorizzazione di rifiuti solidi. Lo studio rientra in un progetto di ricerca promosso da A2A che include anche la valutazione degli effetti eco-tossicologici dei prodotti da parte della società ChemService SrL e di dati tecnico-prestazionali dei prodotti presi in esame, in collaborazione sia con gli impianti produttori sia con gli Enti di controllo. I risultati dello studio verranno pubblicati a breve su una rivista scientifica internazionale. 
PRINCIPIO GERARCHICO DEI RIFIUTI
Esiste una gerarchia dei rifiuti, contenuta nella direttiva quadro sui rifiuti (2008/98/EC) che stabilisce normative e politiche per il trattamento dei rifiuti nell’Unione Europea, e che individua una priorità nella gestione dei rifiuti. Si tratta di una serie di modalità da privilegiare per gestire i rifiuti con il minor impatto ambientale possibile: al primo posto della piramide troviamo la Prevenzione della produzione stessa del rifiuto, al secondo  il Riutilizzo/Riuso, prolungamento della vita utile dei prodotti; al terzo il Riciclo, ossia recupero di vari materiali;  in quarta posizione il Recupero di Energia, mediante produzione di biogas o termovalorizzazione; all’ultimo posto, con sostenibilità minima, lo Smaltimento in discarica controllata.  La gerarchia dei rifiuti costituisce un modello di sviluppo sostenibile secondo i principi dell’economia circolare. «Nello specifico – spiega il professor Francesco Lombardi, ordinario di Ingegneria Sanitaria e Ambientale al Dipartimento di Ingegneria Civile Ingegneria informatica di “Tor Vergata” – le operazioni di trattamento delle ceneri pesanti finalizzate al recupero di materia consistono nella separazione granulometrica, frantumazione, lavaggio, invecchiamento naturale e/o aggiunta di leganti. Le ceneri pesanti così trattate possono essere impiegate come aggregati o sostituti della sabbia in miscele di calcestruzzo o asfalto; aggregati o materiali di riempimento da impiegare senza legante, oppure come materia prima nella produzione di cemento o ceramica». 
QUANDO UN RIFIUTO DIVENTA END OF WASTE
Le condizioni affinché un rifiuto, in seguito ad un processo di recupero, cessi la qualifica di “rifiuto” per acquisire quella di “prodotto” (End of Waste) sono state definite a livello comunitario dalla Direttiva 2008/98/CE, come modificata dalla Direttiva (UE) 2018/851», prosegue il professor Lombardi. «Dalle ceneri pesanti europee, che ammontano complessivamente a 20 milioni di tonnellate l’anno, si può recuperare circa il 10% di ferro e 1% alluminio, con notevoli vantaggi economici e ambientali legati all’evitata produzione dei materiali recuperati». L’alluminio recuperato viene utilizzato prevalentemente nell’industria automobilistica, mentre il recupero della componente non metallica può servire per la realizzazione di materiale da costruzione. «Ad esempio, – aggiunge Lombardi –  l’aggregato di ceneri pesanti è presente nella costruzione di strade in Belgio, Francia, Portogallo, Regno Unito e Spagna».
IL RECUPERO DI CENERE PESANTI IN ITALIA  
«Anche se a livello Europeo non sono stati emanati criteri End of Waste per i prodotti derivanti dal trattamento della frazione minerale delle ceneri pesanti da incenerimento rifiuti ciò non significa che a livello nazionale non si possano trovare soluzioni adeguate, guardando anche alle esperienze degli altri stati membri», afferma il professor Lombardi. Da qui nasce lo studio promosso da A2A che ha l’obiettivo di proporre un approccio integrato per la valutazione complessiva di questi prodotti per un ulteriore approfondimento del grado di conoscenza delle implicazioni relative al loro utilizzo in determinati scenari. 
Leggi L’INTERVISTA IN LABORATORIO Ceneri pesanti: da rifiuto a risorsa – Prof. GIULIA COSTA, Ricercatore IASON VERGINELLI Ingegneria Sanitaria Ambientale, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica (DICII) 
Notizie correlate: 
Il convegno/Da rifiuti a risorse: verso un nuovo inizio per l’End of Waste

 

L’INTERVISTA IN LABORATORIO

Ceneri pesanti: da rifiuto a risorsa

Ing&Media – «I gemelli digitali per sperimentare farmaci e terapie» L’intervista al prof. Saggio – Il Messaggero

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Ing&Media – «I gemelli digitali per sperimentare farmaci e terapie» L’intervista al prof. Saggio – Il Messaggero
Il professor Giovanni Saggio, docente di Elettronica presso Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma “Tor Vergata”, è a capo dell’ambizioso e innovativo progetto “VHS – Virtual Human Simulator”, presentato recentemente alla conferenza di Ingegneria biomedica “Biostec 2023” a Lisbona. Intervistato da “Il Messaggero” (13.03.2023), racconta come – grazie alla collaborazione del polo di ricerca Technoscience dell’Università San Raffaele di Roma, il concetto del “digital twin” è stato esteso all’essere umano. La definizione di “digital twin” fu utilizzata per la prima volta nel 2002 da Micheael Grieves, che durante un corso di “Product Lifecycle Management descrisse il gemello digitale come l’equivalente virtuale di un prodotto fisico. 
Per creare una “copia” digitale di un essere umano al fine di controllarne la salute, prevenire patologie e curarle con maggior precisione è necessario monitorare diversi parametri attraverso la raccolta di dati, a vari livelli, la cui elaborazione richiede una enorme potenza di calcolo. «Ora siamo nella fase embrionale del progetto del Simulatore Virtuale Umano, perché vincolati ai computer tradizionali, ma virtualmente possiamo spingerci oltre nel prossimo futuro quando la nuova tecnologia, pensiamo ai Quantum Computer, ci consentiranno di lavorare dati giganteschi e permetteranno di far diventare realtà la virtualizzazione umana sull’intero corpo umano, che invece oggi ci consente di concentrarci solo su alcuni organi o porzioni di organismo», afferma il professor Saggio nell’intervista.
Tecnologia – Le parole del futuro «I gemelli digitali per sperimentare farmaci e terapie», di Paolo Travisi, Il Messaggero, pag. 17, edizione nazionale, 13.03.2023
#ingegneriaelettronica #biomedicina

La ricerca si racconta: LARM2, il laboratorio di Robotica a Ingegneria “Tor Vergata” dove si studiano soluzioni a basso costo

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La ricerca si racconta: LARM2, il laboratorio di Robotica a Ingegneria “Tor Vergata” dove si studiano soluzioni a basso costo

LARM2

di Pamela Pergolini

Il LARM2- Laboratorio di Robotica e Meccatronica, fondato nel 1990 all’Università di Cassino sotto la guida del professor Marco Ceccarelli, oggi ha sede presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Roma “Tor Vergata e si occupa di progettazione, analisi e sviluppo di robot e dispositivi intelligenti per migliorare la nostra vita quotidiana, dai robot di servizio a basso costo ai sensori medici. Il Laboratorio, diretto sempre dal prof. Ceccarelli, in questi 30 anni ha ospitato oltre cento studenti provenienti da tutto il mondo: Sud America, Asia, Africa, Nord America, Europa, Russia, come Messico,  USA, Kazakhstan, Cina, Giappone, oltre che dai paesi europei costruendo nel tempo una rete  internazionale, nell’ambito della quale avvengono continui  scambi di attività pratiche di laboratorio. Al momento collaborano alle attività di ricerca del LARM2, come studenti di dottorato, Jorge Araque, 32 anni, colombiano, Aleksandr Titov, 28 anni, di  russo, e Wenshuo Gao, cinese, 26 anni. Sia Jorge che Aleksandr lavorano su robot per aerospazio: Jorge ha partecipato attivamente alla ricerca su TORVEastro, un robot disegnato per assistere gli astronauti in operazioni di ispezione e manutenzione sulla stazione spaziale internazionale (ISS), Aleksandr sta progettando un manipolatore robotico (braccio e mano) per operazioni di “berthing” (recupero) di satelliti. Wenshuo invece sta lavorando alla progettazione di un torso per un robot umanoide, il LARMbot 2, su cui il professor Ceccarelli lavora da diversi anni e alla realizzazione del quale ha collaborato anche il prof. Matteo Russo, progettandone le gambe durante il suo dottorato a “Tor Vergata”, in parte svolto presso il Tokyo Institute of Technology. «Le materie che si possono studiare a ingegneria “Tor Vergata” e che si collegano alla ricerca che conduciamo nel laboratorio, – spiega il professor Ceccarelli – includono la cinematica dei robot, la dinamica multi-corpo, la progettazione di robot, i robot di servizio, sistemi robotici per applicazioni medicali medici e di riabilitazione e la storia dei meccanismi e della scienza delle macchine».
LARMbot 2, IL ROBOT UMANOIDE
Il progetto meccanico LARMbot 2 è un robot umanoide a basso costo orientato all’utente, caratterizzato da architetture parallele sia per il busto che per le gambe. Esiste già un prototipo, con i dettagli costruttivi dei suoi sottosistemi e le sue specifiche tecniche. Per caratterizzare le prestazioni del robot proposto, sono stati presentati risultati sperimentali sia per le operazioni di deambulazione che di sollevamento pesi. 
LA COSTRUZIONE DEL PROTOTIPO
LARMbot2 è stato concepito come un robot umanoide a basso costo, pertanto è stato progettato per essere prodotto con parti strutturali tramite stampa 3D, controllato da schede commerciali e azionato da servomotori commerciali e attuatori lineari. Il costo di tutti i componenti per il prototipo finale è inferiore a 2000 €.
LARMbot2 è caratterizzato da tre principali sottosistemi meccanici, ovvero locomozione, manipolazione e busto. Il sottosistema di locomozione è composto da due unità di gambe identiche. Ciascuna gamba è caratterizzata da una struttura ibrida con un meccanismo parallelo che collega l’anca alla caviglia, replicando l’architettura di una gamba, nella quale muscoli agonisti e antagonisti generano moto contraendosi e allungandosi in opposizione. Un secondo motore è posto sulla caviglia per raggiungere l’equilibrio durante le operazioni di deambulazione reagendo meglio ai disturbi sul piano frontale. «La camminata umana – racconta Ceccarelli – è stata studiata sviluppando un progetto meccanico per un robot bipede che cammina. I sistemi di deambulazione sono studiati in termini di cinematica, dinamica e controllo attraverso diversi sistemi meccanici. Vengono studiati gli aspetti meccanici e la programmazione della manipolazione delle robotizzazioni industriali con l’obiettivo di migliorare le applicazioni industriali esistenti e sviluppare nuove soluzioni di produzione. La meccanica delle manipolazioni robotizzate – conclude il professore – viene indagata anche con simulazioni sperimentali e sviluppo di opportuni dispositivi per end-effector e sistemi di test. Si studiano soluzioni a basso costo per applicazioni orientate all’utente». 
TORVEastro, IL ROBOT ASTRONAUTA  
È un robot a tre arti, che sono in grado di funzionare come braccia e gambe, costruito con la finalità  di aiutare gli astronauti nelle operazioni di manutenzione e supervisione delle infrastrutture esterne della stazione spaziale orbitale. Il prototipo sarà finalizzato entro la primavera del 2023 e verrà presentata una demo che ne illustrerà tutte le funzioni, sarà realizzato per resistere non solo alle alte temperature esterne alla stazione spaziale internazionale ma anche alla spazzatura spaziale che ad alta velocità rischia di perforare le tute degli astronauti. Il progetto vede la collaborazione tra il laboratorio di Robot Meccatronica di “Tor Vergata” e il laboratorio di Robotica e Intelligenza Artificiale del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili dell’ENEA,  l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile. 
IL FUTURO DI TORVEastro 
Il prototipo servirà a progettare un robot astronauta per attività EVA (Extra-Vehicular-Activity) di servizio su stazioni orbitali per operazioni di manutenzione e monitoraggio esterno alle strutture della stazione orbitale. «La validazione di un prototipo dimostratore – ci dice il professor Ceccarelli – è uno dei risultati finali previsti dal progetto. Il progetto TORVEastro prevede attività di progettazione e sviluppo di soluzioni sia per ambienti nello spazio orbitale sia per sperimentazioni in laboratorio a gravità terrestre, al fine di concretizzare l’idea brevettuale già collaudata concettualmente con un piccolo prototipo». Oltre ai robot di “servizio”, nel quale rientrano sia l’umanoide che i robot spaziali, nel laboratorio di “Tor Vergata” vengono sviluppati robot, sensori e sistemi medici per diagnosi, assistenza e riabilitazione, attraverso l’uso di esoscheletri low-cost “stampabili in 3D a prezzi ridotti- spiega il professor Ceccarelli – estremamente leggeri per comfort se indossati e spesso attivati tirando o rilasciando cavi, e sistemi di monitoraggio, con recenti applicazioni sperimentali sulla respirazione tramite sensori indossabili”.
LA RIABILITAZIONE E LA DIAGNOSTICA MEDICA 
Vari sono i progetti in campo dei dispositivi medicali in fase di sviluppo e completamento come  il sistema L-CADEL per l’assistenza motoria del gomito con estensione ad una nuova struttura per la caviglia, e lo strumento RESPIRholter per il monitoraggio della respirazione con caratterizzazioni numeriche della biomeccanica utili alla diagnostica medica. 
LARM2: Laboratory of Robot Mechatronics
Sito web: https://larm2.ing.uniroma2.it/ 
Dipartimento di Ingegneria industriale Università di Roma “Tor Vergata” 
Direttore del Laboratorio LARM2: prof. Marco Ceccarelli,  http://orcid.org/0000-0001-9388-4391 
Specially Appointed Professor  at Intern. Research Frontiers Initiative of Tokyo Institute of Technology 

 

L’articolo è stato realizzato con la collaborazione di Federica Trisolino