Localizzazione e valutazione umana con robot quadrupedi per la ricerca e il salvataggio

Abstract

In seguito ad un disastro naturale, come nel caso di terremoti, un intervento tempestivo e stretta osservanza dei protocolli di sicurezza sono fondamentali per aiutare le persone coinvolte nel disastro. Tuttavia, l'autoprotezione dei soccorritori è anch'essa vitale. Per rispondere a questa esigenza, questa tesi propone una soluzione per una valutazione preventiva facendo un'investigazione iniziale riguardo la sicurezza della scena, con la creazione di una mappa, e per localizzare su questa mappa tutte le persone bisognose di soccorso, trovate durante l'ispezione condotta dal robot. Quando il robot incontra una persona coinvolta nel disastro, esso effettua una prima valutazione del suo stato di salute analizzando il fatto che la persona sia cosciente o meno, ed esaminando la persona per verificare la presenza di eventuali lesioni o traumi. Facendo questo tipo di esami, i soccorritori, che interverranno in un secondo momento, sapranno già dove le persone bisognose di soccorso sono localizzate, ad esempio in quale stanza di un ambiente interno, e avranno già alcune informazioni riguardo alle loro condizioni di salute. Questo velocizza e ottimizza il processo di ricerca e soccorso, permettendo ai soccorritori di raggiungere le persone ferite velocemente e in modo sicuro. Il robot utilizzato per compiere queste valutazioni è Spot della Boston Dynamics, che è in grado di muoversi su terreni pericolosi grazie alla sua mobilità, che gli permettone di esplorare l'ambiente circostante in modo agile, e il framework usato per implementare questo progetto è ROS. Gli esperimenti sono stati svolti in un ambiente chiuso e mirati a ridurre il tempo necessario per l'analisi dello stato di salute, svolgendo più valutazioni contemporaneamente, ma mantenendo un'elevata affidabilità. Questa soluzione ottimizza quindi il processo di ricerca e soccorso, garantendo al contempo la sicurezza dei soccorritori, che possono raggiungere gli individui feriti in modo rapido e sicuro.

In the aftermath of natural disasters, such as in the case of earthquakes, timely intervention and strict adherence to safety protocols are crucial to help those involved in the disaster. However, self-protection of rescuers is also vital. To address this need, this proposal suggest a solution for a preventive assessment to make an initial investigation of the safety of the scene, through the creation of a map, and later to localize on this map all people, who may require assistance, encountered during the inspection performed by the robot. Specifically, once the robot encounters a person involved in the disaster, it makes an initial assessment of his or her health status by analyzing consciousness and examining individuals for any injuries or trauma. By doing these kinds of examinations, rescuers, who will intervene at a later time, will already know precisely where people in need of rescue are located, such as in which room of an indoor environment, and will already have some information about their condition. This speeds up and optimizes the search and rescue process, allowing rescuers to reach any injured people quickly and safely. The robot employed to carry out these evaluations is Spot from Boston Dynamics, which is able to navigate on uneven surfaces and hazardous terrain due to its mobility and structure, thus enabling it to explore its surroundings in an agile manner, and the framework used to implement the project is ROS (Robot Operating System). The experiments were conducted in an indoor environment and aimed to reduce the time required for health status analysis, doing several assessments at once, but still maintaining high reliability. So, this solution optimize the search and rescue process while ensuring the safety of the rescuers since it enables them to reach injured individuals quickly and safely.