DM118 TRANSIZIONE - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Studio dell’influenza dello stile di guida sull’efficienza energetica di veicoli a zero emissioni
Ente finanziatore: PNRR
I trasporti sono responsabili di un quarto delle emissioni di carbonio, creando una domanda urgente di mobilità efficiente e sostenibile.
I veicoli a emissioni zero saranno la soluzione, sia elettrici a batteria, e sia ibridi alimentati con idrogeno. Il progetto di ricerca mira all'implementazione di un gemello digitale di un veicolo a emissioni zero, a supporto sia della fase di design, sia a quella di controllo (di un singolo veicolo o di una flotta), anche sfruttando i dati sperimentali messi a disposizione dall'azienda IVECO-GROUP. Il digital twin consentirà di ottimizzare il funzionamento del veicolo in modo da massimizzarne l’efficienza energetica, ovvero l’autonomia di percorrenza. Sarà particolarmente rilevante valutare la dipendenza dei parametri di prestazione menzionati dalla specifica missione e dallo stile di guida, sfruttando il gemello digitale per generare data-set e ottimizzare mediante tecniche data-driven.
- Maximization of the energy efficiency of zero-emission vehicles through the study of driving style impact
The transport sector is responsible for a quarter of carbon emissions, creating an urgent demand for efficient and sustainable mobility.
Zero-emission vehicles will be the solution, considering both battery-electric and hydrogen-powered hybrids. This research project aims at the implementation of a digital twin of a zero-emission vehicle, to support both the design phase and the control phase (of a single vehicle or a fleet), also by exploiting the experimental data made available from the IVECO-GROUP company. The digital twin will allow optimizing the operation of the vehicle to maximize its energy efficiency, i.e. its range. It will be particularly relevant to evaluate the dependence of the performance parameters mentioned on the specific mission and driving style, exploiting the digital twin to generate data-sets and optimize using data-driven techniques.
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DM118 GENERICHE - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Rimozione di inquinanti nelle acque reflue con sistemi innovativi di membrane composite a diversa geometria e basso impatto ambientale.
Ente finanziatore: PNRR
La transizione ecologica, l’indipendenza energetica e una maggiore sostenibilità dei sistemi produttivi portano verso sfide che ad oggi non possono essere più rimandate. Per questi motivi impellenti e per gli obiettivi del PNRR, il tema del dottorato sarà improntato verso lo studio di sistemi innovativi per il trattamento delle acque. Sarà studiata la rimozione di metalli pesanti (Zn2+, Cr6+, Cu2+, Hg2+), antibiotici e pesticidi con materiali compositi derivanti dalla combinazione di polimeri a scambio cationico e anionico e dai “Metal Organic Frameworks (MOF)”, una classe di composti costituiti da ioni metallici o cluster coordinati a ligandi organici tali da formare strutture mono, bi o tridimensionali. Le membrane a scambio ionico saranno basate su polimeri commerciali, di basso costo e facile lavorabilità (ad esempio il polifenilenossido, il polisulfone, il poli(eter eter chetone) ecc.), funzionalizzati con gruppi ammonio o con gruppi solfonici. Come MOF saranno utilizzati UiO-66, ZIF-8 e derivati caratterizzati da alta porosità e proprietà adsorbenti. Nella prima parte del dottorato si realizzeranno sia membrane composite, che MOF covalentemente legati alla matrice per aumentarne la resistenza e limitarne le perdite durante l’utilizzo. Si studieranno sistemi in batch ed a flusso. In un secondo momento si studieranno polimeri ecocompatibili come l'alcool polivinilico ed il chitosano con minore impatto ambientale. Nella parte finale della ricerca di materiali ecosostenibili e funzionali si impiegheranno polimeri derivanti da biomasse e si utilizzeremo derivati organici da biomasse nella costruzione dei MOF. I materiali verranno caratterizzati con diverse tecniche tra cui: NMR, IR, Raman, SEM, ICP, AFM, Raggi X ecc. La capacità di rimozione sarà analizzata mediante ICP-massa, analizzandola in funzione della concentrazione, del tempo, della selettività, ecc. Nella parte finale si utilizzeranno i materiali migliori sia sotto forma di membrana con geometria piana standard che con geometrie diverse, ad esempio sferica su glass beads; la validazione finale riguarderà la rimozione degli inquinanti in sistemi reali, possibilmente a flusso. I risultati saranno pubblicati in riviste internazionali, presentati a congressi e nei casi più innovativi potranno essere richieste domande di brevetto.
- Removal of pollutants in wastewater with innovative systems of composite membranes with different geometries and low environmental impact.
The ecological transition, energy independence and greater sustainability of production systems lead to challenges that today can no longer be postponed. For these compelling reasons and for the objectives of the PNRR, the theme of the doctorate will be based on the study of innovative systems for water treatment. Will be study the removal of heavy metals (Zn2+, Cr6+, Cu2+, Hg2+), antibiotics and pesticides with composite materials deriving from the combination of cationic and anion exchange polymers and "Metal Organic Frameworks (MOF)", a class of compounds consisting of metal ions or clusters coordinated with organic ligands to form one, two or three-dimensional structures. The ion exchange membranes will be based on commercial polymers, of low cost and easy workability (for example polyphenylene oxide, polysulphone, poly(ether ether ketone) etc.), functionalized with ammonium or sulphonic groups. UiO-66, ZIF-8 and derivatives characterized by high porosity and adsorption properties will be used as MOFs. In the first part of the PhD, both composite membranes and MOFs covalently bonded to the matrix will be created to increase their resistance and limit their losses during use. Batch and flow systems will be studied. In a second step, environmentally friendly polymers such as polyvinyl alcohol and chitosan with lower environmental impact will be studied. In the final part of the research for eco-sustainable and functional materials, polymers deriving from biomass will be employed and organic derivatives from biomass will be used in the construction of the MOFs. The materials will be characterized with various techniques including: NMR, IR, Raman, SEM, ICP, AFM, X-rays, etc. The removal capacity will be analyzed by ICP-mass, analyzing it as a function of concentration, time, selectivity, etc. In the final part, the best materials will be used both in the form of a membrane with a standard flat geometry and with different geometries, for example spherical on glass beads; the final validation will concern the removal of pollutants in real systems, possibly flow systems. The results will be published in international journals, presented at congresses and, in the most innovative cases, patent applications may be requested.
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DM118 GENERICHE - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Sviluppo di sistemi di assistenza motoria per la terza età
Ente finanziatore: PNRR
La popolazione mondiale sta invecchiando velocemente, con forti ripercussioni economiche [1] e sociali [2] strettamente legate alla crescita della percentuale di persone con limitazioni motorie [3-4]. Svolgere attività fisica con esercizio costante renderebbe il segmento più anziano della popolazione (dai 65 anni in poi) maggiormente indipendente [3], incrementando la qualità della vita nella terza età e mitigandone l’impatto sociale [2]. Tuttavia, le difficoltà motorie che spesso soggiungono all’invecchiare del corpo ostacolano un’attività motoria costante, anche se non necessariamente intensa, prevenendone i benefici.
La fisioterapia rappresenta una soluzione a questi problemi, sebbene non sostenibile: ogni fisioterapista segue un numero limitato di pazienti per un tempo ridotto. Questa soluzione risulta dunque possibile e conveniente solo per casi critici, anche a fronte di un costo economico non indifferente. La transizione verso supporti robotici e digitali è già vista come una soluzione promettente sia per efficienza che efficacia per la riabilitazione di casi clinici, con esoscheletri per arti inferiori e superiori [5-6] in grado di fornire supporto completo a pazienti con disabilità motorie anche gravi. Tuttavia, i costi elevati e la difficoltà di utilizzo di tali sistemi ne prevengono l’uso in situazioni meno critiche.
Lo sviluppo di esoscheletri e sistemi simili per assistenza motoria facili da utilizzare e disponibili a basso costo per gli utenti rappresenterebbe una svolta per l’autonomia e la salute nella terza età. A differenza degli esoscheletri che vanno a sostituire o guidare completamente l’attività motoria compromessa, tali sistemi di assistenza provvederebbero solo parte della forza necessaria per effettuare il moto, mantenendo in tal modo i muscoli attivi ed in esercizio e, allo stesso tempo, fornendo quanto basta per superare una limitata difficoltà motoria.
Il progetto di dottorato qui proposto si inserisce in questo contesto, sviluppando sistemi a basso costo e con utilizzo intuitivo per l’assistenza motoria nella terza età. Il percorso di ricerca inizia dalla modellazione della biomeccanica degli arti per identificare i requisiti sia cinematici che dinamici del moto. Un sistema robotico a cavi, ispirato alle architetture parallele introdotte in [7-11], verrà poi progettato e prodotto tramite componenti a basso costo (per esempio, stampa 3D ed elettronica commerciale). Un’adeguata sensorizzazione, che potrà comprendere (ma non essere limitata a) unità di misura inerziali (IMU) con accelerometri e giroscopi, sensori di forza (resistivi o piezoelettrici) ed elettromiografia (per identificare l’attività muscolare), permetterà l’analisi in tempo reale dei bisogni dell’utilizzatore per fornire la forza necessaria all’assistenza motoria grazie ad un controllo appositamente progettato. Infine, le attività prototipali verranno completate con uno studio di ergonomia, indossabilità, e facilità d’uso del prodotto tramite una campagna sperimentale.
- Development of motion assistance systems for the elderly people
The world population is aging rapidly, with strong economic [1] and social [2] repercussions closely linked to the growth in the percentage of people with motor limitations [3-4]. Performing physical activity with constant exercise would make the older segment of the population (65 and over) more independent [3], increasing the quality of life in old age and mitigating its social impact [2]. However, the motion difficulties that often add to the aging of the body hinder constant motion activity, even if not necessarily intense, preventing its benefits.
Physiotherapy represents a solution to these problems, albeit an unsustainable one: each physiotherapist follows a limited number of patients for a limited time. This solution is therefore possible and convenient only for critical cases, even in the face of a considerable economic cost. The transition to robotic and digital supports is already seen as a promising solution for both efficiency and effectiveness for the rehabilitation of clinical cases, with exoskeletons for upper and lower limbs [5-6] able to provide complete support to patients with motor disabilities even serious. However, the high costs and difficulty of using such systems prevent their use in less critical situations.
The development of exoskeletons and similar systems for motor assistance that are easy to use and available at low cost to users would represent a turning point for autonomy and health in old age. Unlike exoskeletons that replace or completely guide the impaired motor activity, these assistance systems would provide only part of the force necessary to carry out the motion, thus keeping the muscles active and in exercise and, at the same time, providing enough to overcome a limited motor difficulty.
The PhD project proposed here fits into this context, developing low-cost systems with intuitive use for motor assistance in the elderly. The research path starts from the modeling of the biomechanics of the limbs to identify both the kinematic and dynamic requirements of motion. A wired robotic system, inspired by the parallel architectures introduced in [7-11], will then be designed and manufactured using low-cost components (for example, 3D printing and commercial electronics). Adequate sensorization, which may include (but is not limited to) inertial measurement units (IMU) with accelerometers and gyroscopes, force sensors (resistive or piezoelectric) and electromyography (to identify muscle activity), will allow the analysis in real time of the user's needs to provide the necessary force for motor assistance thanks to a specially designed control. Finally, the prototype activities will be completed with a study of ergonomics, wearability, and ease of use of the product through an experimental campaign.
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DM118 GENERICHE - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Studio e caratterizzazione di campi elettromagnetici transienti nella banda delle radiofrequenze-microonde e di particelle generati nell’ interazione laser-materia ad alta intensità.
Ente finanziatore: PNRR
La produzione di energia tramite processi di fusione nucleare rappresenta la soluzione del problema della crescente domanda energetica a livello globale. L’energia così prodotta è pulita, poiché non implica l’emissione di gas serra e di scorie radioattive come avviene invece per i reattori a fissione. La Fusione Nucleare a Confinamento Inerziale (ICF) si colloca nel framework globale per l’utilizzo del nucleare da fusione a scopi energetici, insieme alla Fusione a Confinamento Magnetico (MCF). Nell’ICF l’interazione di impulsi laser di alta energia e potenza con la materia genera una vasta gamma di radiazioni elettromagnetiche e di particelle. La diagnostica di quest’ultime è fondamentale al fine di studiare la fisica dell’interazione laser-materia. Mentre, gli elevati campi elettromagnetici a radiofrequenza-microonde (con bande fino a diversi GHz) con intensità che superano il MV/m generati costituiscono un problema per qualunque strumento elettronico posto in prossimità del punto di interazione. Per tale motivo questi campi, detti EMP (Electromagnetic Pulses), rappresentano una questione di riconosciuta primaria importanza mondiale per lo sviluppo di impianti laser ad alta energia ed intensità di presente e futura costruzione, tipici degli schemi avanzati di ICF e anche di accelerazione di particelle mediante interazione laser-materia.
Il dottorato verterà sullo studio sia teorico che sperimentale dei campi elettromagnetici nella regione della radiofrequenza/microonde e delle particelle generate da interazioni laser-materia ad alta intensità, tipiche degli esperimenti di ICF.
Le attività verranno svolte in collaborazione con il Centro Ricerche Frascati dell’ENEA e comprenderanno anche la partecipazione a campagne sperimentali per caratterizzare i campi EMP e le particelle in varie condizioni di interazione della materia con laser di alta energia e potenza, quali l’impianto ABC dell’ENEA e anche altre facility laser europei. Le attività di ricerca riguarderanno quindi da un lato la diagnostica di particelle prodotte dall’interazione laser-materia al fine di studiare il fenomeno e dall’altro lo sviluppo e l’applicazione di metodologie avanzate di rivelazione di tali campi EMP mediante effetto Pockels.
- Study and characterization of electromagnetic pulse in the radiofrequency-microwave band and particles generated by high intensity laser-matter interaction.
The production of energy through nuclear fusion processes represents the solution to the problem of the growing global energy demand. The energy produced in this way is clean, as it does not involve the emission of greenhouse gases and radioactive waste. Inertial Confinement Fusion (ICF) is part of the global framework for the use of fusion nuclear energy, along with Magnetic Confinement Fusion (MCF). In ICF, the interaction of high-energy and high-power laser pulses with matter generates a wide range of electromagnetic radiation and particles. The diagnostics of these particles are essential for studying the physics of laser-matter interaction. Meanwhile, the production of high radiofrequency-microwave electromagnetic fields (with bands up to several GHz) with intensities exceeding MV/m is a problem for any electronic instrument placed near the interaction point. For this reason, Electromagnetic Pulses (EMPs) represent a matter of recognized primary global importance for the development of high-energy and high-intensity laser facilities currently and in the future, typical of advanced ICF schemes and also particle acceleration through laser-matter interaction.
The doctoral research will focus on the theoretical and experimental study of electromagnetic fields in the radiofrequency/microwave band and the particles generated by high-intensity laser-matter interactions, typical of ICF experiments. The activities will be carried out in collaboration with the Frascati Research Center of ENEA and will also include participation at experimental campaigns to characterize EMP fields and particles under various conditions of matter interaction with high-energy and high-power lasers, such as the ABC facility of ENEA and other European laser facilities. The research activities will involve, on one hand, the diagnostics of particles produced by laser-matter interaction for studying the phenomenon, and on the other hand, the development and application of advanced methodologies for detecting EMP fields using the Pockels effect.
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ALTRI FINANZIAMENTI - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Sistema di Imaging Tangenziale per soft-X rays con Rivelatori GEM
Ente finanziatore: ENEA
Questa ricerca mira a completare gli studi per il sistema diagnostico proposto che prevede l'utilizzo di Imaging Tangenziale per soft-X rays (SXR) con rivelatori GEM sui Tokamak. Gli obiettivi comprendono la definizione completa dei componenti del sistema, delle dimensioni, dei costi, delle fasi di installazione, di calibrazione e dei requisiti tecnici sia per l'installazione che per le fasi operative. Una parte cruciale dello studio comporta l'identificazione di potenziali problemi critici e la fornitura di soluzioni per risolverli.
Un obiettivo primario è lo sviluppo di un sistema software dedicato che ricostruisca accuratamente i parametri di energia e di tempo, migliorando così le prestazioni e l'affidabilità dello strumento diagnostico. Inoltre, verranno utilizzate simulazioni Monte Carlo per modellare la reazione all'irradiazione da neutroni e gamma, fornendo intuizioni cruciali sulla robustezza del sistema e sulla sua risposta a queste specifiche condizioni.
La costruzione, la calibrazione SXR e il test di un prototipo di una camera GEM è una parte integrante e altrettanto fondamentale di questa ricerca. Il prototipo presenterà un nuovo sistema elettronico e una nuova scheda DAQ progettati specificamente per il rivelatore GEM.
Questa fase di sviluppo non solo verifica la funzionalità dei singoli componenti ma valida anche il sistema integrato in condizioni operative.
Una parte di questa ricerca si svolgerà presso le facility sperimentali di Frascati (per quanto riguarda costruzione, calibrazione e test) in seguito si pianificherà e realizzerà un'installazione di successo del sistema diagnostico proposto su un Tokamak esistente, valutandone la funzionalità e le prestazioni in un ambiente altamente impegnativo. Questo passaggio funge da validazione pratica e aiuta a rifinire ulteriormente il sistema basandosi sui risultati empirici.
- SXR Tangential Imaging System with GEM detectors
This research aims to finalize studies for the proposed diagnostic system featuring Tangential Imaging for soft-X rays (SXR) with GEM detectors on Tokamaks. The objectives encompass a comprehensive definition of system components, dimensions, costs, installation, calibration phases, and technical requirements for both installation and operational phases. A crucial aspect of this study involves identifying potential critical issues and providing solutions to address them.
A primary goal is the development of a dedicated software system that accurately reconstructs energy and timing parameters, thus enhancing the performance and reliability of the diagnostic tool.
Furthermore, Monte Carlo simulations will be utilized to model the reaction to neutron and gamma irradiation, offering vital insights into the system's robustness and its response to these specific conditions.
The construction, SXR calibration, and testing of a GEM camera prototype are integral and equally fundamental parts of this research.
The prototype will feature a novel electronic system and a new DAQ board specifically designed for the GEM detector. This developmental phase not only verifies the functionality of the individual components but also validates the integrated system under operational conditions.
Part of this research will take place at the experimental facilities in Frascati, focusing on construction, calibration, and testing. Subsequently, a successful installation of the proposed diagnostic system on an existing Tokamak will be planned and executed, evaluating its functionality and performance in such a highly demanding environment. This step serves as practical validation and assists in further refining the system based on empirical results.
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ALTRI FINANZIAMENTI - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Progettazione di diagnostiche per neutroni e raggi gamma per DTT
Ente finanziatore: ENEA
Il Divertor Tokamak Test (DTT), in corso di progettazione presso il centro ENEA di Frascati, è un impianto sperimentale di supporto al programma europeo sulla fusione termonucleare controllata ed ha come obbiettivo lo studio di soluzioni alternative per il controllo e gestione del carico termico nei tokamak. DTT sarà dotato di un set completo di diagnostiche per neutroni e raggi gamma che include, tra le altre:
1) Neutron flux monitors (NFM), per la misura risolta in tempo del Neutron Yield. Questa diagnostica è composta da un insieme di rivelatori calibrati (camere a fissione, scintillatori, rivelatori single crystal diamond (sCD), rivelatori BF3) distribuiti attorno all’impianto nella tokamak hall.
2) Sistema di attivazione (NAS), per la misura del Neutron Yield. La diagnostica è composta da una serie di fogli di attivazione movimentati mediante un sistema pneumatico tra un punto di irraggiamento vicino alla colonna di plasma e una stazione di conteggio dove i raggi gamma di decadimento emessi dai fogli attivati vengono misurati con un rivelatore al germanio.
3) Neutron camera (NC), per la misura risolta spazialmente dell'emissione di neutroni. La diagnostica è composta da un massiccio blocco di schermo, posto di fronte ad un port equatoriale di DTT, che ospita una serie di collimatori dotati di rivelatori (scintillatori ed sCD).
Il progetto di ricerca è finalizzato alla progettazione completa delle diagnostiche sopraelencate e comprende attività relative alla definizione dei componenti e delle interfacce, alla valutazione delle prestazioni mediante strumenti di simulazione e misure di laboratorio ed alla definizione delle procedure di calibrazione.
- Design of neutrons and gamma-rays diagnostics for DTT
The Divertor Tokamak Test (DTT), currently being designed in the ENEA-Frascati research center, is an experimental facility in support of the European program on thermonuclear fusion and its objective is to develop alternative solutions to the problem of disposing the heat load in tokamaks. DTT will be equipped with a comprehensive set of neutron and gamma-ray diagnostics, which includes, among others:
1) Neutron flux monitors (NFM), for the measurement of the Time-resolved neutron yield. This diagnostic is composed by a set of calibrated detectors (fission chambers, scintillators, single crystal diamond (sCD) detectors, BF3 detectors) distributed around the facility in the tokamak hall.
2) Neutron activation system (NAS), for the measurement of the Neutron Yield. The diagnostic is composed by set of activation foils moved by means of a pneumatic system between an irradiation location close to the plasma column and a counting station where the decay gamma ray emitted by the activated foils are measured with a germanium detector.
3) Neutron camera (NC), for the spatially-resolved measurement of the neutron emission. The diagnostic is composed by a massive shielding block, located in front of a DTT equatorial port, hosting a set of collimators equipped with neutrons/gamma-ray detectors (scintillators and single crystal diamond detectors).
The research project is finalized to the full design of the neutron diagnostics listed above and includes activities related to the definition of the diagnostics components and interfaces, the evaluation of performances by means of simulation tools and laboratory measurements and the definition of the calibration procedures.
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ALTRI FINANZIAMENTI - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Progettazione e realizzazione della diagnostica bolometrica per DTT
Ente finanziatore: ENEA
L’attività prevista per la borsa di dottorato ricade nel lavoro di progettazione e realizzazione della diagnostica bolometrica per DTT, Divertor Tokamak Test, in via di realizzazione presso il Centro Ricerche ENEA di Frascati.
Il lavoro di ricerca fornirà un contributo essenziale alle attività di progettazione e realizzazione della diagnostica bolometrica, dall’hardware allo sviluppo del software per la ricostruzione tomografica e per il controllo real-time dei segnali.
Obiettivo della diagnostica bolometrica è la misura risolta spazialmente dell'emissività delle perdite radiative, cioè della potenza radiata dal plasma per unità di volume durante ciascuna scarica di plasma. La diagnostica è costituita da diverse camere bolometriche posizionate all'interno di alcuni ports di DTT, locati in diversi settori toroidali. La diagnostica bolometrica su DTT utilizzerà, come rivelatori, dei bolometri " metal foil based', usati su molte macchine fusionistiche.
Per la fase DAYO di DTT la diagnostica bolometrica dovrà essere in funzione sin dell'inizio delle operazioni della macchina, con una configurazione ridotta delle linee di vista. Per le fasi successive, a partire da DAY1, la diagnostica bolometrica dovrà presentare una configurazione completa delle linee di vista, come previsto per una soddisfacente ricostruzione tomografica.
Nel corso del lavoro di tesi sono previste le seguenti attività, che verranno comunque integrate e/o modificate, qualora necessario sulla base degli sviluppi e delle esigenze del progetto stesso: sviluppo di software per la ricostruzione tomografica e per il controllo real-time dei segnali acquisiti, supporto dei bolometri, sistema di raffreddamento del supporto, ancoraggio all'interno del port, schermaggio, cablaggio.
La parte cruciale delle attività di ricerca è lo sviluppo di software per la ricostruzione tomografica, necessario per la validazione del layout finale delle linee di vista. Diversi scenari del plasma di DTT devono essere presi in esame al fine di creare dei phantoms di emissioni radiative, usati come input del codice di test. Solo dopo la verifica del codice di test, il layout finale delle linee di vista può essere validato.
Le attività di ricerca si svolgeranno presso il Centro Enea di Frascati.
Sono previste possibili collaborazioni con altri gruppi di ricerca, sia in Italia che all’estero, operanti su altre macchine nell’ambito della fusione nucleare.
- Design and implementation of the bolometric diagnostic for DTT
The activity envisaged for the PhD scholarship falls within the design and implementation of the bolometric diagnostics for DTT, Divertor Tokamak Test, under construction at the ENEA Research Center in Frascati.
The research work will provide an essential contribution to the design and implementation of the bolometric diagnostics, from hardware to the development of software for tomographic reconstruction and real-time signal control.
The objective of bolometric diagnostics is the spatially resolved measurement of the emissivity of radiative losses, i.e. the power radiated by the plasma per unit volume during each plasma discharge. The diagnostics consists of various bolometric arrays positioned inside the DTT ports, located in various toroidal sectors. Bolometric diagnostics on DTT will use, as detectors, metal foil based bolometers, already deployed on many fusion machines.
For the DAYO phase of DTT, the bolometric diagnostics must be in operation from the start of machine operations, with a reduced configuration of lines of sight. For the subsequent phases, starting from DAY1, the bolometric diagnostics must present a complete configuration of the lines of sight, as required for a satisfactory tomographic reconstruction.
During the thesis work, the following activities are foreseen, which will in any case be integrated and/or modified when necessary because of the developments and needs of the project itself: development of software for tomographic reconstruction and for real-time control of the acquired signals, bolometer support, support cooling system, anchoring inside the port, shielding, wiring.
The crucial part of the research activities is the development of software for tomographic reconstruction, necessary for the validation of the final layout of the lines of sight. Different DTT plasma scenarios must be considered in order to create phantoms of radiative emissions, used as input to the test code. Only after verification of this code, the final layout of the lines of sight can be validated.
The research activities will take place at the ENEA Center in Frascati.
Possible collaborations with other research groups, both in Italy and abroad, operating on other machines in the field of nuclear fusion, are envisaged.
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ALTRI FINANZIAMENTI - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Studio, progettazione e sviluppo di un dimostratore di una cella di lavorazione industriale basata su Bracci Robotici Cooperanti per lo smontaggio semi-automatico di batterie di provenienza automotive e statico al fine del loro riutilizzo/smaltimento
Ente finanziatore: ENEA
Le attività di ricerca saranno incentrate sullo studio dello stato dell’arte, la progettazione e lo sviluppo di un dimostratore di una cella di lavorazione industriale, basata sull’utilizzo di Bracci Robotici Cooperanti, per lo smontaggio semi-automatico di batterie di provenienza automotive e statico. In particolare verranno affrontate le seguenti tematiche: scelta e/o progettazione dei componenti della cella di lavorazione; movimentazione dei pezzi sulla linea di smontaggio; scelta e/o progettazione degli utensili in dotazione ai Bracci Robotici Cooperanti; ottimizzazione del layout della cella in funzione delle operazioni da ripartire tra operatori umani e Bracci Robotici Cooperanti; sicurezza e protezione degli operatori.
- Study, design and development of a demonstrator of an industrial manufacturing cell based on Cooperating Robotic Arms for the semi-automatic disassembly of automotive and static batteries for the purpose of their reuse/disposal.
The research activities will focus on the study of the state of the art, the design and development of a demonstrator of an industrial manufacturing cell, based on the use of Cooperating Robotic Arms, for the semi-automatic disassembly of automotive and static batteries. In particular, the following topics will be addressed: choice and/or design of the components of the manufacturing cell; handling of the pieces on the disassembly line; choice and/or design of the tools supplied to the Cooperating Robotic Arms; optimization of the layout of the manufacturing cell according to the operations to be distributed among the human operators and the Cooperating Robotic Arms; safety and security of the operators.
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ALTRI FINANZIAMENTI - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Studio, progettazione e sviluppo di un sistema di Visione Artificiale e Ricostruzione di scena in 3D per il controllo di Bracci Robotici Cooperanti di una cella di lavorazione Industriale per lo smontaggio semi-automatico di batterie di provenienza automotive e statico al fine del loro riutilizzo/smaltimento".
Ente finanziatore: ENEA
Le attività di ricerca saranno incentrate sullo studio dello stato dell’arte, la progettazione e lo sviluppo di un sistema di Visione Artificiale e Ricostruzione di scena in 3D per il controllo in tempo reale di Bracci Robotici Cooperanti di una cella di lavorazione industriale per lo smontaggio semi-automatico di batterie di provenienza automotive e statico. In particolare verranno affrontate le seguenti tematiche: scelta dei componenti del sistema di Visione Artificiale e Ricostruzione 3D; definizione ed implementazione degli algoritmi, basati su tecniche di IA, per il riconoscimento in tempo reale di elementi della scena nello spazio di lavorazione al fine di controllare le operazioni di posizionamento e smontaggio assegnate ai Bracci Robotici Cooperanti della cella di lavorazione.
- Study, design and development of an Artificial Vision and 3D Scene Reconstruction system for the control of Cooperating Robotic Arms of an industrial manufacturing cell for the semi-automatic disassembly of automotive and static batteries for their reuse/disposal ".
The research activities will focus on the study of the state of the art, the design and development of an Artificial Vision and 3D Scene Reconstruction system for the real-time control of Cooperating Robotic Arms of an industrial manufacturing cell for the semi-automatic disassembly of automotive and static batteries. In particular, the following topics will be addressed: choice of the components of the Artificial Vision and 3D Reconstruction system; definition and implementation of the algorithms, based on AI techniques, for the real-time recognition of elements of the scene in the working space in order to control the positioning and disassembly operations assigned to the Cooperating Robotic Arms of the manufacturing cell.
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ALTRI FINANZIAMENTI - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Studio, progettazione e sviluppo di un Sistema di controllo flessibile ed espandibile per la gestione di Bracci Robotici Cooperanti di una cella di lavorazione industriale per lo smontaggio semi-automatico di batterie di provenienza automotive e statico al fine del loro riutilizzo/smaltimento"
Ente finanziatore: ENEA
Le attività di ricerca saranno incentrate sullo studio dello stato dell’arte, la progettazione e lo sviluppo di un sistema di controllo flessibile ed espandibile per la gestione di Bracci Robotici Cooperanti di una cella di lavorazione industriale per lo smontaggio semi-automatico di batterie di provenienza automotive e statico. In particolare verranno affrontate le seguenti tematiche: definizione delle sequenze di azioni elementari che i Bracci Robotici Cooperanti dovranno svolgere per le operazioni di smontaggio; definizione ed implementazione degli algoritmi di controllo affinché i bracci robotici (supportati dal Sistema di Visione Artificiale e Ricostruzione di scena 3D) "apprendano" le posizioni dei componenti e le operazioni da eseguire legate al particolare tipo di batteria su cui andranno ad operare; definizione ed implementazione di una libreria di operazioni elementari, apprese e memorizzate dai bracci robotici, specifica per la tipologia di batteria da smontare.
- Study, design and development of a flexible and expandable control system for the management of Cooperating Robotic Arms of an industrial manufacturing cell for the semi-automatic disassembly of automotive and static batteries for the purpose of their reuse/disposal"
The research activities will be focused on the study of the state of the art, the design and development of a flexible and expandable control system for the management of Cooperating Robotic Arms of an industrial manufacturing cell for the semi-automatic disassembly of automotive and static batteries. In particular, the following topics will be addressed: definition of the sequences of elementary actions that the Cooperating Robotic Arms will have to carry out for the disassembly operations; definition and implementation of control algorithms in order for the robotic arms (supported by the Artificial Vision and 3D Scene Reconstruction System) to "learn" the positions of the components and the operations to be performed related to the particular type of battery on which they will operate; definition and implementation of a library of elementary operations, learned and memorized by the robotic arms, specific for the type of battery to be disassembled.
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Il candidato sceglierà una tematica in fase di presentazione della candidatura on line
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