La Prototipazione Rapida e l’Ingegneria Inversa per i Beni Culturali Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” La Prototipazione Rapida e l’Ingegneria Inversa per i Beni Culturali

Ingegneria Inversa Prototipazione Rapida Cosa Sono? Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Ingegneria Inversa Prototipazione Rapida Cosa Sono?

Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Ingegneria Inversa e astronavi aliene? L’ingegneria Inversa (RE – Reverse Engineering) può essere definita come il processo inverso della ideazione e creazione di un manufatto Durante il periodo più buio della guerra fredda, negli anni cinquanta del secolo scorso, la paura dell’invasione degli alieni alimentò la letteratura popolare e l’industria di holliwood. In quegli anni grande clamore fece l’ipotesi che a Roswell nel deserto del Nevada fosse precipitato un disco volante con degli alieni a bordo. Le testimonianze di tale evento si moltiplicarono e ancora oggi il folclore ufologico attorno a quell’episodio leggendario non si è spento. L’area 51 è la grande base militare nei pressi di Roswell dove gli scienziati del governo statunitense si dice abbiano studiato le tecnologie aliene avanzatissime contenute nella nave spaziale intergalattica precipitata. Gli scienziati hanno cioè realizzato un’operazione di reverse engineering cercando di appropriarsi della tecnologia sconosciuta. Certamente più fondate sono le ipotesi di tecniche di ingegneria inversa impiegate nello spionaggio militare ed industriale. Ma per quanto interessa noi l’ingegneria inversa si può definire come l’insieme di procedimenti e apparati digitali che consentono il rilievo e la accurata misurazione di un oggetto al fine di ottenere un modello 3D virtuale. L’oggetto reale può essere rilevato attraverso una scansione 3D effettuata tramite uno scanner laser, sistemi a luce strutturata, sistemi ottici basati sulla lettura stereometrica, o sistemi di tomografia computerizzata. I dati provenienti da simili apparati si presentano come nuvole di punti. Ingegneria inversa

La geometria della Ingegneria Inversa Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” La geometria della Ingegneria Inversa L’Ingegneria Inversa consente, partendo da un oggetto reale, di risalire alla descrizione matematica della forma. La forma viene descritta attraverso una nuvola di punti giacenti sulla superficie del manufatto. Il punto è l’elemento geometrico che individua una posizione nello spazio La nuvola di punti è composta da migliaia di punti ogni punto è il vertice di un poligono L’ingegneria Inversa (RE – Reverse Engineering) può essere definita come il processo inverso della ideazione e creazione di un manufatto. Sia che si tratti di un prodotto industriale sia che riguardi un oggetto artigianale o un’opera d’arte, l’ingegneria inversa permette di ottenere i dati dell’ideazione, del progetto, dal prodotto anziché ottenere il prodotto dal progetto. L’Ingegneria Inversa consente, partendo da un oggetto reale, di risalire alla descrizione matematica della forma. La forma viene descritta attraverso una nuvola di punti giacenti sulla superficie del manufatto. Nuvola di punti Triangolazione della nuvola Superficie ottenuta Ingegneria inversa

Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” La Nuvola di Punti I sistemi a scansione generano nuvole di punti posizionate sulle superfici degli oggetti da rilevare. Il rilievo degli oggetti avviene in maniera non invasiva senza che la superficie degli oggetti venga toccata. Per ogni punto si conoscono le coordinate spaziali e i valori di colore secondo la sintesi rosso, verde e blu. questa nuvola è nuvola composta da 1.800.000 punti ogni stringa di testo indica X – Y – Z – R – G – B Ingegneria inversa

Visione binoculare e stereoscopia Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Visione binoculare e stereoscopia Un triangolo è completamente determinato da un lato e dai due angoli a esso adiacenti Attraverso una tripletta di foto, il sistema di scansione ottica imita la stereoscopia oculare e per ogni pixel della foto restituisce un punto sulla superficie da descrivere. Ingegneria inversa

Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Nuvole collimate L’immagine rappresenta la collimazione di più nuvole di punti. La collimazione avviene attraverso l’individuazione di punti omologhi nella zona di sovrapposizione di due o più nuvole di punti. Ingegneria inversa

Triangolazione delle nuvole e modello digitale Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Triangolazione delle nuvole e modello digitale Dopo varie operazioni di correzione delle nuvole è possibile effettuare la triangolazione e la creazione di un modello digitale virtuale molto fedele al manufatto originale Ingegneria inversa

Prototipazione del modello digitale virtuale Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Prototipazione del modello digitale virtuale Affinchè sia possibile realizzare il modello fisico, la superficie virtuale deve essere chiusa, impermeabile e senza difetti. La prototipazione avviene grazie a macchine che ricevono istruzioni da un software specificamente progettato. Ingegneria inversa

C.A.D., C.A.M. e Prototipazione Rapida Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” C.A.D., C.A.M. e Prototipazione Rapida  CAM è l'acronimo per l'espressione inglese "Computer Aided Manufacturing", che significa fabbricazione assistita da computer. Tale espressione indica una categoria di software che analizzano un modello geometrico tridimensionale, e generano le istruzioni per una macchina utensile a controllo numerico computerizzato (CNC) atte a produrre un manufatto avente la forma specificata nel modello. Computer Aided Design, cioè progettazione assistita dall'elaboratore Computer Aided Manufacturing che significa fabbricazione assistita da computer Prototipazione rapida

Modello virtuale digitale Modello fisico da prototipazione Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Modello virtuale digitale Modello fisico da prototipazione La prototipazione rapida è l’insieme delle tecniche e delle tecnologie digitali che consente di ottenere da un modello virtuale tridimensionale un modello fisico, reale. Tale modello può essere considerato il primo prototipo di una serie o un modello unico, secondo gli obiettivi finali del processo di prototipazione. La prototipazione rapida è l’insieme delle tecniche e delle tecnologie digitali che consentono di ottenere da un modello virtuale tridimensionale un modello fisico, reale. Tale modello può essere considerato il primo prototipo di una serie o un modello unico. Prototipazione rapida

Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Ingegneria Inversa Prototipazione Rapida Perché una scuola d’arte si è dotata di tali sistemi? perchè

Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” DIDATTICA Conoscenza e comprensione le attività connesse con il R.E. eil R.P. migliorano i processi cognitivi consentendo di accelerare l’acquisizione del sapere. Multi e interdisciplinarietà le attività connesse con il R.E. eil R.P. favoriscono le implementazioni multimediali e i collegamenti tra discipline scientifiche, di indirizzo artistico e umanistiche. Rielaborazione e creatività la duttilità della modellazione CAD, la possibilità di indagare intimamente forme anche complesse che l’ingegneria inversa rende possibile, i veloci feedback sul progetto realizzabili grazie alla prototipazione rapida, si rispecchiano positivamente sui processi creativi. perchè

Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” RICERCA Le metodologie di indagine delle forme connesse alla ingegneria inversa e alla prototipazione rapida favoriscono la scoperta l’interpretazione e la revisione dei fatti, degli eventi o delle teorie relative alla natura delle opere d’arte, dei beni culturali e dei processi creativi connessi al design. perchè

CULTURA PROFESSIONALIZZANTE Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” CULTURA PROFESSIONALIZZANTE L’ingegneria inversa e la prototipazione rapida sono tecniche nate per la produzione industriale che oggi vengono applicate ad un gran novero di ambiti professionali: Architettura e design industriale Archeologia sperimentale Restauro Artigianato artistico Promozione, divulgazione e comunicazione dei beni culturali Biomeccanica Divulgazione scientifica perchè

Che cosa si può fare con queste tecnologie? Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Che cosa si può fare con queste tecnologie? Alcuni esempi: Modalità innovative di documentazione dei beni culturali Archivi 3D delle forme Percorsi percettivi tattili per non vedenti Copie di opere dichiarate inamovibili Percorsi museali “impossibili” Copie di manufatti in restauro Copie sacrificali per prove distruttive Copie di manufatti “inaccessibili” Ricostruzioni virtuali e animazioni 3D Percorsi didattici interattivi di realtà virtuale Merchandising

Istituto Statale d'Arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara” Tutte le elaborazioni qui illustrate riguardano attività didattiche o ricerche condotte presso il laboratorio di prototipazione rapida e ingegneria inversa dell’Istituto Statale d’arte di Palermo e nuovo Liceo Artistico “V. Ragusa e O. Kiyohara”.