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Virtual planning of operations in hazardous environment Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienza Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienza Massimo Sepielli Servizio di Calcolo e Modellistica ENEA Casaccia [email protected] Giovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.

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Virtual planning of operations in hazardous environment

Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienzaLe tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienza

Massimo SepielliServizio di Calcolo e Modellistica

ENEA Casaccia

[email protected]

Giovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004

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Ambienti ostili• Campo di radiazione (intensità di dose assorbita, dose cumulata)

• Incendio (campo termico, con o senza presenza di fiamma)

• Emissioni di fumi tossici (densità e tossicità)

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Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienzaLe tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienza Pianificazione virtuale di operazioni in ambienti ostili

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Virtual planning

• Ridurre al minimo il rischio associato all’operazione, mediante ottimizzazione delle modalità di intervento, dei tempi, dei percorsi, del turn-over degli operatori o delle squadre.

• Si studiano diversi scenari e si quantificano i rischi per ognuno di essi

• Ad una pianificazione è associata quindi un’attività di verifica Giovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004

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Tecniche tradizionali• Prescrizioni tecniche• Normative• Piani• Procedure• Regolamenti • Standards • Esperienza• Organizzazione• Documenti di supporto, archivi storici • Disegni, mappe• Lay-out fisici• Calcoli

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Tecnologie visuali• Immersione virtuale• Interazione virtuale• Visualizzare l’invisibile• Entrare in scena• Simulazione realistica • Calcolo e visualizzazione automatica degli effetti• Rapida ottimizzazione delle operazioni

• Briefing degli addetti ai lavori • Presentazione all’autorità• Informazione al pubblico• Documentazione self-explainingGiovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004

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The System

Developed for radioactive hostile environment

A virtual reality application for:

Risk minimization

Work simulation

Dose-rate visualisation

Occupational dose calculation

Desktop based VR system using Java and Internet technology

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Objectives for risk minimisation

Planning and administration of the decommissioning work process under radiation environment

More accurate evaluation of dismantling labour

Visualisation of radiation and dismantling tasks

Dynamic evaluation of radiation exposure dose

Staff training before dismantling Public acceptance

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Virtual Reality (VR)

Why VR? Intuitive visualisation of the process Rapid prototyping of possible

solutions Interactive planning is possible Save time and money Available on PC now

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Smontaggio di Glove Box contaminate da Plutonio

• Cooperazione ENEA- SoGIN – IFE 2002-2003 • Modello e navigazione nella facility di smontaggio• Modello e gestione delle box• Data base degli attrezzi • Visualizzazione della Radiazione 3-D e 2D • Avatars associabili ad operatori reali• Scenari di operazione autonomi o sincronizzati• Calcolo della dose istantanea e cumulata• Ambiente Windows / Unix / SGI• Linguaggi AUTOCAD, VRML e JAVA 3D ed utilizzo del codice VR-DOSE

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Visualisation Image of Radiation Dose

Rate

Image of Scenario Editor

3D CAD Data

Editor of Work Scenario and

Radiation Dose Rate (JAVA)

3D-CAD Data (VRML2.0)

Radiation Dose Rate Data Base

Work Scenario Data Base

Calculation of Labour and

Exposure Dose

Work and Dose Rate Visualisation

Output

Concept

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User InterfacePlanning and play

back

Radiation (landscape )

Tool selectionHistory of radiation dose rate

Radiation( 2D-map

Scenario

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ScenariosIn order to distinguish

between workers, each gets a different colouring either on

the suit or the helmet.

In a Scenario one or more manikin workers

perform work tasks inside the NPP.

Each worker also has a name and a

description that can be edited by the user.

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Camera View and Manikin View

The user can view the scene from a virtual camera…

..or from the eyes of one of the manikins.

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Radiation Visualisation

Full 3D Visualisation2D Graduation

3D Landscape

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Scenario Creation

Scenario Screen of each worker

Task Selection

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Playback of Scenarios

On playback the manikin will walk the route as recorded, doing work or handling objects on the

markers where the user has recorded such actions.

A scenario is recorded as a set of routes with action markers. Each of these

routes or work tasks belongs to a manikin.

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The Dose-Rate of a Work Task

In the scenario recording, routes with markers of positions and duration at each position are generated.

These routes may afterwards be assigned to real life workers from the system worker database.

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Tools Selection

A bank of dismantling tools is available. These tools can be inserted into the model and used by the manikins in the scenarios.

Examples:

Band Saw Cutting Torch

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Visualisation System

In order to demonstrate the system, a projection system

Stereoscopic view is available with 4 projectors and polarisation glasses

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Usability and Evaluations

We have applied this system for a part of dismantling process.

In 2001 at the Casaccia site, a dismantling work of plutonium glove boxes.

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Current Research Application to Plutonium

plant decommissioning.

Application to Radwaste Repository Project and Public awareness

Application to Tunnel Rescue emergency operation

Augmented reality

Wearable equipment (computer, head mounted display)

Radiation (thermal) visualisation

Mobile connection (GSM) for real-time data display such as temperature, humidity, wind

Path optimisation

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