Difficoltà intrinseche

Gran parte della difficoltà nella realizzazione di moduli di visione deriva dalla nebulosità delle specifiche. ``Implementare un sistema visivo che permetta ad un robot mobile di navigare affidabilmente in interni'' non permette di affrontare il problema, neppure per sommi capi.

All'imprecisione delle specifiche si aggiungono i problemi intrinseci:

• La ricostruzione di strutture tridimensionali da immagini bidimensionali è un problema mal posto, nel senso di Hadamard [11].
• In condizioni reali ci si trova a lavorare in una varietà enorme di condizioni di funzionamento.
• Non esistono forti vincoli a priori sulle informazioni da elaborare e dai quali trarre vantaggio.
• Le risorse computazionali disponibili su un robot mobile sono limitate.
• I tempi di elaborazione devono essere ridotti e predicibili.
• Deve essere possibile valutare l'affidabilità dei risultati dell'elaborazione.

Analizzando le caratteristiche del robot, velocità, peso, costo, ci si rende facilmente conto dell'importanza che il robot sia in grado di spostarsi senza danneggiare se stesso, le persone e l'ambiente in cui si muove. L'ambiente dove il robot deve navigare è costituito dall'insieme dei corridoi dell'IRST. La sede dell'istituto è percorsa da lunghi corridoi rettilinei con un'ampiezza di due metri, sovrastati da un tetto semicilindrico trasparente che illumina l'ambiente. Diversi corridoietti laterali larghi un metro e venti centimetri portano nei vari ambienti attraverso porte che hanno un'ampiezza di ottanta centimetri. Il pavimento è rivestito di mattonelle lucide di linoleoum grigio di sessanta centimetri di lato decorate con motivi tipo marmo. Un robot, per poter operare in tale ambiente deve adattarsi a diversissime e mutevoli condizioni di illuminazione, di spazio libero, di affollamento. Nei corridoi il robot si trova ad affrontare una grande varietà di ostacoli, sia fissi sia mobili: persone, piante, arredamento, altri robot.

Per poter realizzare procedure di navigazione sicure è importante caratterizzare le prestazioni e l'affidabilità dei sensori, effettivi o virtuali. È necessario che i moduli sensoriali si prestino a lavorare con scopi, limiti di tempo e carico computazionale diversi: il robot utilizza i sensori non solo per gli immediati compiti di navigazione locale (elusione degli ostacoli), ma anche per orientarsi, costruire mappe, cercare oggetti o luoghi. Se per eludere gli ostacoli è essenziale la velocità di risposta, anche a scapito della precisione; nella ricerca di oggetti e nella costruzione di mappe le priorità si invertono, e diventa determinante la risoluzione e l'affidabilità dei dati ottenibili dai sensori.