具有 2D 和 3D 可视化系统的机器人模拟器

机器人模拟器和职业安全数字技术的采用有助于预防事故和减少 "白色死亡"。该术语用于定义工作场所的致命事故，这是一个每年至少导致上千人丧生的严重问题。在 2023 年的前十个月里，向意大利国家劳工研究所（INAIL）提交的致命工伤事故报告数量为 868 起。这意味着平均每天有近三人死于工伤。更不用说，同期提交的工伤事故报告有 489 526 份。

事故发生的方式多种多样，但得益于科技的发展，我们可以从培训工人开始，努力减少事故的发生。比萨的圣安娜高等学院（Scuola Superiore Sant'Anna）的一个分支机构利用机器人技术和虚拟现实场景，专门从事先进模拟器的设计和开发。

"可以说，我们已经开发出了欧洲最先进的全套模拟器。"BTR Simulators 公司的联合创始人加布里埃尔-法琴扎（Gabriele Facenza）说。

航空、汽车、医疗保健、军事和游戏等多个行业都已意识到采用模拟系统的好处，因此开发模拟系统的兴趣十分浓厚。市场的增长证实了这一点，预计市场规模将翻一番：全球市场规模预计将从 2022 年的 166 亿美元增至 2030 年的 287 亿美元。增长的动力正是来自对培训和技能发展以及降低风险日益增长的需求。正如 BTR Simulators 联合创始人本人所解释的那样，使用模拟器不仅能确保所有工作领域的高度安全，还能保证节约成本并大幅减少附带损害。

由意大利比萨圣安娜高级研究学院的附属机构 BTR Simulators 设计的机器人模拟器的使用示例

培训

确保更高的工作安全性还取决于对工人进行充分培训的能力。数字技术可以在这方面提供帮助。

意大利比萨圣安娜超级理工学院（Scuola Superiore Sant'Anna）的一家衍生公司专门从事机器人模拟器的设计和开发，利用虚拟现实场景提供尽可能真实的沉浸式体验。

充分的培训可以保证实验的安全性，降低成本并减少附带损害。未来，机器人模拟器将越来越身临其境，体验虚拟环境的好处，采用可穿戴设备，甚至依靠虚拟化身。

机器人模拟器改善培训和工作安全

意大利的分拆公司名为 BTR Simulators，BTR 代表 Better Than Real（比真实更好）。当虚拟能够提供尽可能真实和身临其境的印象时，它就成为 "比真实更好 "的产品。为此，BTR 使用了各种二维和三维可视化技术，以及带有单屏、多屏或完全沉浸式屏幕的系统。通过使用静态或动态模拟器，可以对公司员工进行全面安全的培训，并在工作环境或为特定场合选择的其他场景中进行演示。

为了能够利用最先进的数字技术为职业安全和其他应用开发解决方案，BTR 在很大程度上依赖于研究和创新。这也是 BTR 由 PercRo 实验室的研究人员创立的原因。该实验室由 "Scuola Superiore Sant'Anna "机械智能研究所讲师 Massimo Bergamasco 教授于 1991 年创立，拥有 70 多名员工，包括博士生、研究人员、合作者以及具有机电一体化和计算机科学专业背景的大学教授。

多年来，BTR Simulators 与托斯卡纳地区、米兰比可卡大学、CIF 基金会和 Cisa Logistic Group（后者专门从事搬运和物流综合服务）等机构、工业和科学实体建立了重要合作关系。模拟器可让您培训员工管理叉车和桥式起重机等机械，使其能够在同一模拟场景中与其他用户进行交互，并在不同的情况和天气条件下进行练习。正如 Facenza 所解释的：

”在培训领域使用模拟器非常重要，因为它使我们能够回答工人在使用危险、重型或复杂机械的培训期间最常见的问题：如果我这样做会发生什么？在模拟培训期间，这个问题的答案是在完全安全的环境中向工人提供的，其中由于不正确的操作或决策、意外问题、紧急情况或可用的决策时间有限而引起的事故不会对工人的工作产生影响。健康。”

使用机器人模拟器的优点：安全性高、节省经济

模拟器是一个复杂的机器，在硬件和软件层面上都是如此。

”BTR 模拟器设计的游戏的特点是高度沉浸感，使尝试它们的人尽可能地参与其中，提供比以往更加真实的移动工作场景。我们创建了模拟器，将模拟车辆的车身和真实仪器集成在一起，并在工作环境的忠实虚拟复制中运行。接受培训的人员通过使用物体并进入他或她工作或将要工作的公司或机构的实际操纵空间来做到这一点。”

该组织的优势是多方面的：除了确保尽可能有效和安全地进行培训之外，它还使我们能够避免因现场模拟而导致机器停机以及使用人员进行培训活动。

Facenza 讲述了“比真实更好”意味着什么：

”我们能够“吓唬”用户，也就是说，让他们面对可能使他们完全安全地处于危险之中的真实情况。可以进行大量的理论培训，但这永远不会使工人（通常是第一次经历）处于必须处理可能发生的事故的位置。通过模拟器，我们能够体验由错误引起的潜在风险情况。我们的目的是让他能够以安全、理性的方式应对目前的情况，从而让他有更多的认识和准备。”

数字技术对工作场所安全的有用性还可以理解为它能够减少现场事故造成的附带损害：

”在一些钢厂，每年发生约 6/7 次负载损失的事故，每次损失造成的损失超过 10 万欧元。随着模拟器的使用五年，这些损失已经减少了一半。除了负载损失之外，还需要计算解决问题所需的时间、次数和人员。不仅如此：货物丢失意味着货物没有按时发货，从而造成经济损失。”

BTR Simulators 创建的最具创新性的解决方案之一是用于建筑用途的升降工作平台：它不仅完整，而且是机器人、动态和多用途的，是在与 Scuola SuperioreSant'Anna共同开展的项目中为 Inail 构思的。

“操作员沉浸在虚拟现实环境中，实际使用仪器，从而在具体场景中移动，包括使体验变得完整的声音效果。”

使用 BTR Simulators 设计的高级模拟器的实际示例，该公司是比萨圣安娜高级研究学院的附属机构

人工智能的运用

用于工作场所安全的数字技术的发展还包括可能涉及工作场所以外人员的风险。在这种情况下，BTR模拟器也利用了人工智能技术。

«为了解决一家公司向我们提交的有关垃圾收集卡车的问题，我们解决了盲点问题，这是行人和骑自行车者在某些情况下车辆驾驶员看不到的限制和危险源。因此，我们开发了一种设备，结合一些摄像机，采用人工智能系统（经过机器学习模型训练），能够进行自我训练，以识别在不同静态和动态情况下遇到的人和物体。»。

人工智能还用于软件开发模型和模拟。

模拟的未来：从可穿戴设备的采用到化身

该分拆公司致力于将模拟器引入职业技术学院来培训学生。热那亚已经与该市港务局相关的一家机构达成了一项协议，实现了这一目标。已经采用的模拟器涉及集装箱装卸。热那亚港口（包括瓦多利古雷港、萨沃纳港和普拉港）处理了 2660 万吨集装箱货物。

“在所有港口，除了对如何管理集装箱装卸流程进行物流研究外，操作员还需要保持恒定的操纵速度，以保持每小时处理的集装箱数量较高。操作员的持续培训使港口具有竞争力，因此对货船具有吸引力”，Facenza 强调说。

在港口领域，使用了各种技术，一些公司已经向 BTR Simulators 寻求解决方案来重现操作，以促进培训活动。

模拟器的使用也在医疗医院领域找到了空间。从这个意义上说，对于与比可卡大学 S. Anna 合作开展的一个项目，该项目创建了一个汽车驾驶模拟器，用于适当的心理评估。

在未来的工作场所安全模拟器和数字技术中，我们正在努力进一步优化现有的解决方案，例如查看器和无线解决方案，同时还开发可穿戴设备，将模拟提升到更先进的现实和身临其境的水平。在IT层面，目标是增加内存容量，使模拟环境更大、更完整。从这个意义上说，我们也在致力于完善虚拟形象的开发，在一些工作环境中，除了机器上的人之外，还需要现场员工的存在，将用户转移到虚拟环境中。

BTR Simulators 联合创始人总结道：“为此，我们使用了特定的垫子，使人能够在现场移动，通过在训练阶段协助其他操作员和车辆，使化身在虚拟环境中进行操作。”

BTR Simulators 是比萨圣安娜高级研究学院的一个附属机构，由感知机器人实验室 (PERCRO) 的研究人员和技术人员创建。它涉及模拟器的设计和构造、机器人技术的开发以及用于模拟的虚拟现实系统的创建。它为工业和医疗康复等各个领域的应用提供其技能和技术。

BTR 模拟器的诞生得益于利沃诺地区一些重要公司（例如 Global Service Srl 和 Port Technical Service Srl）以及比萨 Scuola Superiore Sant'Anna 实验室之间的密切合作。 

如今，该实验室由 Massimo Bergamasco 教授于 1991 年创立，拥有 70 多名员工，其中包括具有工程和计算机科学特定背景的博士生、研究人员、合作者和大学教授。由于传统人机界面的改进，主要目标始终是设计与技术环境的自然交互。