Computer Vision per la prevenzione di rischi ergonomici
Scenario
La salute e la sicurezza sul luogo di lavoro rappresentano una priorità assoluta e un pilastro della responsabilità sociale ed economica di ogni impresa. Tra le criticità più diffuse a livello globale figurano i Disturbi Muscoloscheletrici (DMS), che impattano pesantemente sul benessere dei lavoratori e generano ingenti costi legati ad assenteismo, calo della produttività e premi assicurativi. Tradizionalmente, la valutazione del rischio ergonomico viene eseguita attraverso osservazioni manuali da parte di specialisti: un processo spesso soggettivo, dispendioso e limitato a momenti specifici, incapace di catturare la reale dinamicità delle attività quotidiane.
In questo contesto nasce INTEGRA (INtegrative AI Technologies for Ergonomic Guidance and Risk Assessment), un progetto in cui il team di Deix ha applicato l’Intelligenza Matematica per trasformare la conformità ergonomica da un adempimento statico e burocratico a un processo continuo, oggettivo e guidato dai dati.
La sfida
La complessità del progetto risiedeva nella necessità di monitorare l'ergonomia in ambienti industriali reali senza interferire con l'operatività dei lavoratori e senza ricorrere a sensori indossabili, spesso invasivi o costosi. Le principali sfide affrontate hanno riguardato:
- Analisi da singola telecamera: Riuscire a calcolare con precisione angoli articolari tridimensionali complessi partendo dal flusso video bidimensionale di una comune telecamera fissa.
- Monitoraggio multi-persona simultaneo: Sviluppare algoritmi capaci di tracciare e valutare contemporaneamente più individui all'interno dello stesso spazio di lavoro, isolando i movimenti rilevanti dal rumore di fondo.
- Superamento della "scatola chiusa" (Black-Box): Evitare l'approccio dell'IA tradizionale che fornisce un risultato senza spiegarne il motivo. Per i responsabili della sicurezza (HSE) è fondamentale disporre di valutazioni scientificamente trasparenti, basate su normative internazionali riconosciute.
- Ambienti dinamici: Garantire l'accuratezza dei calcoli anche in presenza di variazioni di luce, ombre o parziali coperture visive (occlusioni) tipiche dei contesti di fabbrica o magazzino.
La soluzione
Attraverso un approccio modulare e proprietario, Deix ha sviluppato una pipeline avanzata di Computer Vision e modellistica cinematica. La soluzione non si limita a "osservare", ma interpreta i movimenti umani unendo il Deep Learning alla fisica dei corpi.
I tre pilastri della soluzione INTEGRA sono:
Ricostruzione 3D intelligente: Partendo da un normale video 2D, il sistema utilizza algoritmi di pose estimation per mappare i punti chiave dello scheletro umano, integrandoli con modelli di stima della profondità e algoritmi geometrici per ricreare la postura nello spazio tridimensionale.
Integrazione dei framework internazionali (RULA/REBA): I dati biomeccanici estratti vengono elaborati in tempo reale attraverso modelli matematici che formalizzano i protocolli standard della medicina del lavoro (Rapid Upper Limb Assessment e Rapid Entire Body Assessment), traducendo i movimenti in punteggi di rischio oggettivi.
Vincoli fisici e approccio "White-Box": Per eliminare gli errori dell'IA, il modello applica regole fisiche e anatomiche reali (vincoli cinematici). Se l'algoritmo rileva un movimento anatomicamente impossibile, il sistema lo corregge, garantendo valutazioni spiegabili e ripetibili.
I risultati del progetto
Il progetto si è concluso con la validazione con successo del nucleo algoritmico in ambiente di laboratorio, dimostrando l'efficacia dell'approccio su diversi fronti:
- 1
Valutazione continua e oggettiva
Il sistema elimina la discrezionalità umana, offrendo una valutazione oggettiva e ripetibile del rischio associato a specifiche postazioni o mansioni.
- 2
Prevenzione proattiva
Consentendo l'identificazione precoce dei compiti a maggior sovraccarico biomeccanico, lo strumento offre agli HSE manager i dati necessari per riprogettare le postazioni prima che insorgano infortuni.
- 3
Modularità e architettura "light"
L'infrastruttura software è stata ottimizzata per essere scalabile e pronta a elaborare grandi volumi di dati senza richiedere costosi hardware dedicati.
Le prospettive
I modelli e la pipeline sviluppati all'interno del progetto INTEGRA fanno parte della piattaforma Varda-AI dedicata al monitoraggio e alla sicurezza dei lavoratori.
Questa metodologia dimostra come l'unione tra intelligenza artificiale e rigore matematico possa automatizzare la tutela della salute. Si tratta di una soluzione altamente replicabile in tutti i settori a forte intensità di lavoro manuale — come la manifattura, la logistica, il confezionamento o l'edilizia — dove la protezione del capitale umano è al contempo un dovere etico e un vantaggio competitivo strategico.