IL PROGETTO DI RICERCA

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1) Obiettivo della ricerca

2) Stato dell'arte

 

 

1) Obiettivo della ricerca

Primo obiettivo della ricerca è la ricostruzione della forma virtuale di un reperto archeologico attraverso la gestione, su sistema CAD, di informazioni desunte dall’analisi dei frammenti disponibili.
Questo obiettivo richiede la messa a punto di una metodologia, supportata da sistemi informatici, per l’acquisizione, mediante macchina automatica di misura, dei dati geometrici relativi all’intradosso e all’estradosso degli elementi di superficie dei frammenti. Con un limitato numero di punti di misura è infatti possibile ottenere la definizione, sufficientemente vicina alla realtà, della superficie che li inviluppa.
Inoltre, è possibile impiegare, oltre che le tecniche tradizionali, anche tecniche di scansione con scanner 3D laser o con telecamere per ottimizzare i tempi o migliorare la ricostruzione virtuale dell’oggetto di forma perfetta.
Un secondo obiettivo, collegato al primo, è quello dello sviluppo di un sistema di classificazione e codifica delle caratteristiche del frammento.

Ciò richiede innanzi tutto di tener conto della natura geometrica delle due superfici, interna ed esterna, e delle caratteristiche principali dello spessore che, ad esempio, potranno essere il suo valor medio e la sua massima variazione percentuale. Questi dati, uniti a quelli di tipo descrittivo che gli esperti di archeologia suggeriranno di prendere in considerazione, costituiranno la base del sistema di classificazione e di codifica mediante il quale, con opportuno programma, potranno essere operate le riaggregazioni dei frammenti appartenenti allo stesso oggetto od alla stessa tecnologia produttiva.

L’operazione di ricomposizione, in particolare, potrà essere agevolata dal confronto con elementi virtuali desunti dall’analisi di oggetti integri o già restaurati ed immessi nel sistema di classificazione per fungere da elementi pilota dell’algoritmo di selezione. La riaggregazione dei frammenti potrà quindi essere operata dapprima in forma virtuale, utilizzando le potenzialità parametriche del sistema CAD impiegato che seguirà un algoritmo di tipo genetico per definire la forma che meglio approssima la superficie esterna o interna dell’oggetto.
Il terzo obiettivo, infatti, muovendo dalla definizione della geometria, consiste nella costruzione, mediante tecniche di Prototipazione Rapida (RP), dell’oggetto virtuale.

Si tratta di pervenire alla definizione della superficie interna dell’oggetto in quanto questa è destinata a fungere, a sua volta, da superficie esterna per il modello di supporto dei frammenti reali che verrà costruito alla conclusione dei necessari cicli di analisi e di sintesi atti ad ottenere, con la migliore approssimazione, la forma del reperto da restaurare. Il file relativo al modello digitalizzato della superficie approssimata interna del manufatto da ricostruire può essere infatti utilizzata direttamente per essere trasferita all’apparecchiatura RP. Questa è impiegata per generare il modello tridimensionale reale da impiegare come superficie d’appoggio dei frammenti che su di essa verranno fissati a mezzo di idonei collanti, prima in via provvisoria e quindi, dopo i necessari riscontri, in forma definitiva.

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2) Innovazione rispetto allo stato dell'arte nel campo

La presente proposta è originata dal crescente interesse che i beni archeologici richiamano in relazione alla loro valorizzazione come fondamentale risorsa economica del territorio italiano in generale e di quello meridionale in particolare. Nel territorio meridionale, che corrisponde in gran parte a quello della Magna Grecia, sono presenti, infatti, i segni delle civiltà che hanno segnato i periodi più fiorenti della storia. Si ritiene di fondamentale importanza apportare un contributo metodologico e tecnologico alla valorizzazione, attraverso il rinvenimento, la classificazione ed il restauro, di almeno una parte di questo ingente patrimonio. Le tecnologie oggi disponibili, di cui qui si prospetta l'impiego, sono in grado di apportare un sostanziale contributo all'opera insostituibile ed appassionata degli esperti di archeologia. La presente proposta deve quindi essere considerata un contributo alla causa dell'archeologia nello spirito della cooperazione multidisciplinare che è l'unico approccio che consente, nella diversità dei ruoli, la più efficace valorizzazione delle specifiche competenze.

Il lavoro che gli archeologi svolgono, in prima istanza prevede la raccolta e la classificazione dei frammenti rinvenuti durante la campagna di scavo, e quindi richiede la ricomposizione e la ricostruzione degli oggetti originari da cui essi provengono.
Si tratta di frammenti talvolta molto piccoli (anche dell'ordine di grandezza di qualche decina di mm) che, con procedura manuale e molto faticosa, vengono, in primo luogo, puliti e classificati per zona di rinvenimento, spessore, colore, qualità dell'impasto e quindi per forma. Successivamente si procede alla riaggregazione dei frammenti che vengono giudicati appartenenti allo stesso reperto e, quindi, si passa alla definizione della forma dell'oggetto originale attraverso il riconoscimento delle curvature mediante l'impiego di opportune sagome caratteristiche e della somiglianza ad archetipi noti. L'esperienza, la sensibilità e le conoscenze dei ricercatori impegnati in un tal genere di lavoro consentono di ricostruire un oggetto distrutto molti secoli prima, ricollocandone insieme i numerosissimi frammenti. Tutte le operazioni descritte vengono condotte manualmente.

Il riconoscimento delle forme e l'attribuzione dei parametri qualitativi sono unicamente frutto della conoscenza e dell'esperienza soggettiva dell'operatore.
Anche se successivamente è stato compiuto un qualche progresso poiché la fase di classificazione e di riconoscimento dei frammenti, con la finalità di ricomporre i singoli oggetti, è stata gestita, mediante un apposito programma, con l'ausilio del computer, altre applicazioni sistematiche delle tecnologie informatiche non sono ancora diffusamente impiegate.
Alla luce di recenti applicazioni, molto interessanti, ma episodiche, della modellazione solida e della prototipazione rapida alla ricostruzione o alla duplicazione di particolari opere d'arte, nasce spontanea la considerazione che sarebbe oggi possibile coordinare ed applicare tutte le esperienze disponibili ed ottenere risultati ben più importanti integrando, in un procedimento unico, tutta una serie di tecniche e tecnologie. Gran parte di tali conoscenze costituiscono patrimonio culturale, nell'ambito dell'area disciplinare del Disegno e Metodi dell'Ingegneria Industriale.

Il presente progetto di ricerca prevede l'utilizzo di molteplici sistemi informatici e quindi la necessità di garantire lo scambio continuo di informazioni. La gestione di protocolli di riferimento per lo scambio-dati è parte integrante del lavoro in oggetto.
Gli studi finora condotti sulle problematiche di scambio-dati tra sistemi CAD, mediante l'utilizzo di traduttori neutrali (IGES, STEP), hanno evidenziato quali problemi ci siano nel trasferimento delle superfici costruite da differenti ambienti di sviluppo (ciascuno caratterizzato da uno specifico formato interno di sistema) a differenti ambienti di utilizzazione (ambienti virtuali, ambienti di prototipazione rapida). Un corretto scambio-dati delle superfici richiede una particolare attenzione ai parametri di accuratezza, che controllano la generazione delle geometrie, ed alle zone di connessione tra differenti "patch" delle superfici (presenza di gap o di overlapping).
Per l'individuazione e la correzione di eventuali errori ed imprecisioni della geometria oggetto di una ricostruzione o di un'operazione di trasferimento, si utilizzeranno sistemi CAD più evoluti o "dedicati" alla gestione delle superfici.

 

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