Sviluppo di un manichino digitale per il design ergonomico in ambito aerospaziale e di un sistema di addestramento in VR = Development of a digital mannequin for aerospace ergonomic design and a training system in VR

La realtà virtuale è diventata ormai, uno degli strumenti più utilizzati in una serie di settori estremamente diversi: si passa dall'intrattenimento, scopo per cui è nata questa tecnologia, passando per il design e la progettazione, arrivando all'educazione e al training e infine alle simulazioni di ambienti molto complessi, difficilmente realizzabili. Recentemente, molte aziende hanno deciso di sfruttare la realtà virtuale in fase di progettazione, realizzando delle applicazioni in grado di simulare ambienti nei quali effettuare collaudi o valutazioni sui nuovi prodotti, permettendo in questo modo di abbassare notevolmente i costi e i tempi di produzione. Un altro genere di applicazione che ha attirato l'attenzione delle aziende è la possibilità di compiere, all'interno dell'ambiente virtuale, la formazione dei propri dipendenti, eliminando quasi del tutto i rischi che queste operazioni comporterebbero se svolte in ambienti reali. L'azienda Thales Alenia Space Italia e nello specifico il gruppo del COSE (COllaborative System Engineering) Centre sono impegnati nella definizione, in realtà virtuale, di un modello di ambiente extraterrestre in assenza di gravità, all'interno del quale sia possibile compiere dei test su abitabilità e sulla manovrabilità di nuovi prodotti, in modo da essere adattati alle esigenze dell'ambiente in questione. Lo scopo della prima parte di questa tesi è quello di estendere e continuare un progetto già esistente, sviluppando un tool che permetta di creare automaticamente dei modelli tridimensionali che rappresentino gli astronauti e che seguano le misure antropometriche definite nei documenti forniti dalla NASA. Il plug-in è stato sviluppato in Python per il software Make Human: tramite questo strumento si permette all'utente di creare dei manichini rappresentanti le sei misurazioni percentili (tre maschili e tre femminili) presenti nei documenti NASA-STD-3000 e Human Integration Handbook. I modelli realizzati con questo plug-in sono stati in seguito importati dentro il motore grafico Unreal Engine e inseriti all'interno di un'applicazione precedentemente sviluppata dal COSE Centre che consente di scegliere uno tra i sei manichini percentili e effettuare alcune operazioni su di essi, modificandone la posa o direzionare il suo sguardo verso un target specifico ad esempio. Nella seconda parte della tesi, invece, ci si è concentrati sulla simulazione del modulo cislunare tramite l'ausilio dell'HTC Vive. Si è pensato di sfruttare la componente di riconoscimento vocale, ovvero la capacità dell'intelligenza artificiale di cui è dotato il robot CIMON (Crew Interactive Mobile companioN) presente nel modulo Columbus della International Space Station, di riconoscere determinate parole pronunciate dall'utente e rispondere di conseguenza. In particolare è stato sviluppato un sistema di training utilizzando la componente small-talk di un IA commerciale per l'assistente CIMON affinché possa sostenere una semplice conversazione con il suo interlocutore, oppure insegnare all'utente come muoversi all'interno del modulo o interagire con gli oggetti presenti.