Applicazioni aeronautiche e implicazioni aeromediche della realtà virtuale

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1 Applicazioni aeronautiche e implicazioni aeromediche della realtà virtuale Ten Col CSArn Pierandrea Trivelloni Centro Sperimentale Volo Reparto Medicina Aeronautica e Spaziale

2 UAS unmanned aircraft systems Pianificazione della missione Sistema di lancio e recupero Gestione della missione e del carico pagante (payload) Elaborazione dell informazione e disseminazione

3 Perchè gli UAS? Dirty Zone contaminate Dull Lunghe attese, poca azione Dangerous Zone/azioni pericolose DoD2005Roadmap.pdf

4 Categorie di UAS

5 UAS: applicazioni civili Mappatura geografica Monitoraggio ambiente (atmosfera, prevenzione incendi, ecc) Sicurezza pubblica (operazioni di polizia, controllo coste, confini, ecc) Ricerca Ricerca atmosferica Agricoltura

6 UAS applicazioni militari Predator Reconnaissance Supporto alle operazioni (intelligence, sorveglianza, riconoscimento, relay di comunicazioni) Supporto operazioni Ricerca e flight test Aerial targets Ricerca Global hawk

7 Missioni ISR CAS ISTAR 1 Air Data Relay Mission (ADR) 4 Intelligence: pre-pianificata per raccolta immagini ad alta e media risoluzione di spot targets per utilizzo strategico Surveillance: tradizionalmente sorveglia un ampia area di missione per monitorare gli sviluppi Reconnaissance: individuare spot targets per utilizzo tattico Per questi compiti, gli UAV utilizzano opportuni sensori

8 Missioni ISR: Sensori Radar sono sensori all weather - Possono vedere attraverso il tempo - Anche se le prestazioni sono degradate dalla pioggia Synthetic Aperture Radar (SAR) è ampiamente usata per mappatura del terreno ad alta risoluzione e targeting - Richiede molte illuminazioni del target che vengono elaborate nel tempo per ottenere una buona risoluzione - Opera in near real time Molti radar hanno anche modi Moving Target Indication (MTI) che sfruttano il ritorno doppler per individuare target in movimento Sensori EO/IR sono dipendenti dal tempo - EO è a più alta risoluzione e usata per operazioni di giorno - IR vedono l energia termica ed è usato di notte

9 Categorie UAS: livello di controllo Controllo diretto Controllo di traiettoria Operatore o di navigazione Autonomo Controllo supervionato

10 Datalink per controllo Copertura d area Line of sight Over the horizon (satellitare) Over the horizon Line of sight Line of sight Banda Narrow/ Wide Continua/ su domanda Frequenze HF/ UHF/ VHF, microonde

11 Simulatori di volo Base fissa o mobile Ala fissa o ala rotante OTW Uso civile o militare

12 Ambiente di volo reale o simulato Effetti del movimento motion sickness simulator sickness disorientamento spaziale prevenzione e trattamento prevenzione prevenzione e contromisure

13 Disorientamento spaziale Errata percezione della posizione, del movimento e dell assetto rispetto al sistema di coordinate di riferimento (piano della superficie terrestre, forza gravitazionale) (Alan J. Benson,, 1974)

14 Motion Sickness E la risposta di un soggetto non adattato a un movimento reale o apparente E determinato da un mismatch percettivo, inter e intrasensoriale,, e dalla difficoltà a generare un riarrangiamento sensoriale

15 Motion Sickness Discrepanza tra quanto viene percepito, tramite l integrazione l delle informazioni sensoriali visive, vestibolari e propriocettive, e quanto ci si aspetta di percepire sulla base delle esperienze precedentemente acquisite

16 Teoria del conflitto sensoriale (Reason & Brand, 1975) VISUAL SYSTEM 1 2 STIMULUS VESTIBULAR SYSTEM COMPARATOR NEURAL STORE PROPRIO - CEPTIVE SYSTEM 1 2 MOTION SICKNESS

17 Protocolli di riabilitazione dalla chinetosi Autori Soggetti Durata Volo Supporto psicologico Risultati RMAS 27 2 sett. NO SI 92% LEVY 20 2 sett. SI SI 85% GILES 37 1 sett. NO SI 95% STOTT 66 4 sett. SI NO 79% STOTT 17 4 sett. NO NO 94%

18 Simulator Sickness Sindrome clinica polisintomatica,, simile alla motion sickness,, che si verifica in ambiente di movimento simulato, e che colpisce più frequentemente personale esperto (Robert S. Kennedy, 1988)

19 Simulator Sickness Sintomi e segni simili tra MS e SS Prevalenza di sopite syndrome in MS Nausea nel 10% dei casi Eye-straining nel 25% dei casi

20 Sopite Syndrome (Graybiel & Knepton, 1976) Sonnolenza Fatica Disinteresse per il lavoro Modifica del tono dell umore

21 Approccio alla SimSick Analisi sul simulatore Test obiettivi Questionari

22 Test obiettivi

23 Pensacola Simulator Sickness Questionnaire (SSQ) General discomfort Increased salivation Sweating Nausea Diff. concentrating Stomach awareness Burping Fatigue Headache Eyestrain Diff. focusing Blurred vision Fullness of head Dizzy-eyes open Dizzy-eyes closed Vertigo N O D

24 Simulator Sickness Questionnaire Punteggio totale Cluster oculomotorio Cluster nauseogenico Cluster disorientamento

25 Simulatori e SimSick

26 Gestione della SimSick Prevenzione Identificazione dei soggetti suscettibili Formazione del personale Calibrazione clinica dei simulatori

27 Identificazione dei soggetti Lunga esperienza di volo reale Prima esposizione al volo simulato Storia di MS Sessioni al simulatore lunghe (> 2 ore)

28 Prevenzione della SimSick Adattamento Evitare manovre di volo brusche Evitare il freezing dell immagine L approccio farmacologico appare inefficace

29 Trattamento della SimSick

30 Trattamento della SimSick EXPERIMENTAL PROCEDURE Fitness SSQ Stabilometry TCL.3L VAS.SS MVAS-9 DRUG ASSUMPTION Fitness SSQ Stabilometry TCL.3L VAS.SS MVAS-9 SNACK Fitness SSQ Stabilometry TCL.3L VAS.SS MVAS FLIGHT SIMULATOR Fitness SSQ Stabilometry TCL.3L VAS.SS MVAS-9 DINNER SSQ SSQ SELF ADMINISTRATION OF TESTS Fitness SSQ Stabilometry TCL.3L VAS.SS MVAS SSQ TCL.3L VAS.SS MVAS SSQ TCL.3L VAS.SS MVAS SSQ TCL.3L VAS.SS MVAS SSQ TCL.3L VAS.SS MVAS-9

31 Effetti sfavorevoli Considerazioni operative Effetti negativi sull addestramento Comparsa di after-effects

32 After-effects effects 59% < 1 ora 51% neurovegetativo 12% < 2 ore 28% disorientamento 13% < 4 ore 21% oculomotorio 3% < 6 ore 13% > 6 ore

33 After-effects effects Evitare più di una sortita al giorno Intervallo libero di giorni Evitare l esposizione l al volo reale nelle 6 ore successive Evitare l uso l attivo di mezzi di trasporto per almeno ore

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