Palantir-BIM. Ambiente di Condivisione Dati basato sul Cloud per la documentazione, conservazione e messa a valore del Patrimonio Culturale

Risultato della ricerca:

Palantir-BIM è un Software-as-a-Service [SaaS] in versione Beta basato sul Cloud, ideato per la gestione di database indirizzati alla catalogazione e documentazione dell’architettura e dell’ingegneria civile. L’obiettivo primario è la predisposizione di un Ambiente di Condivisione Dati [ACDat, in inglese CDE] accessibile da browser, orientato al BIM e finalizzato a raccogliere e combinare in un unico spazio digitale e multidimensionale le informazioni geometriche, derivanti da rilievo, con quelle tecniche di diversa natura. Tale soluzione è originata dalla necessità di approntare specifici strumenti per descrivere efficacemente la complessità del patrimonio culturale esistente e garantirne la conservazione, fruizione e messa a valore.

La piattaforma vuole quindi ottimizzare i processi di amministrazione che riguardano un manufatto, tendendo ad azzerare incongruenze e ridondanze e prevedendo interventi su misura con approccio di tipo integrato [Integrated Project Delivery – IPD]. Strutturato come supporto alla progettazione di tipo collaborativo [Support for Project Team Collaboration] in Cloud, il prototipo si presta perfettamente al coinvolgimento, già dalla fase del rilievo, degli istituti ministeriali, degli esperti abilitati alla professione di restauratori (gli unici autorizzati a eseguire alcuni interventi sui beni culturali) nonché degli uffici tecnici comunali, prefigurandosi come la soluzione ideale per raccogliere in modo semplice ed economico i dati necessari a catalogare il tessuto edilizio più o meno recente. Un provider ospita la piattaforma e la mette a disposizione dei clienti attraverso una connessione internet, senza dover installare alcuna applicazione ma sfruttando il browser, eventualmente anche da dispositivo mobile.

Palantir-BIM ha il suo punto di forza nell’accessibilità a un’informazione unificata e vincolata per più utenti in contemporanea. A questo aspetto si affianca un’interfaccia grafica che mira a ridurre al minimo l’esportazione al di fuori del CDE, con conseguente riduzione di tempi, costi e perdite di dati. Si sottolinea infine la possibilità di effettuare nuovi studi e analisi mirati all’interno della piattaforma, adoperando gli strumenti integrati di analisi selettiva e interattiva multifocale.

Troppo spesso, infatti, i tecnici impegnati nella documentazione dell’esistente sono costretti ad adeguare i flussi di lavoro agli strumenti disponibili, pensati per le nuove costruzioni: questo sistema in via di sviluppo mira, invece, a ribaltare questa relazione, proponendo una soluzione completa appositamente predisposta per la parametrizzazione del patrimonio esistente, evitando forzature metodologiche e ottimizzando i processi di gestione delle informazioni.

Lo stadio d sviluppo è il TRL 4 = validazione tecnologica in ambiente di laboratorio. Palantir-BIM è stato sviluppato in PHP avvalendosi di un database MySQL per la parte amministrativa del sistema. Per quanto riguarda il motore grafico per la visualizzazione dei modelli 3D è stata utilizzata la piattaforma di sviluppo Unity e nel dettaglio il plugin Unity Web Player, appositamente predisposto per i browser. Il prototipo è ora ospitato da un server locale Apache2 in cui sono stati eseguiti dei test caricando progetti in formato FBX. Queste prime applicazioni hanno consentito la visualizzazione e l’interazione con alcuni modelli di prova, potendo valutare gli strumenti di misurazione lineare, superficiale e volumetrica, realizzando sezioni ed esportando ortofoto ed elaborati vettoriali bidimensionali. In estrema sintesi, le

tecnologie di sviluppo infografico implementate al momento sono: PHP 7.3, MySQL 5.7 e Unity 5.3.6.

La proposta progettuale incontra alcune delle principali esigenze dell’Area di Innovazione “Turismo e Cultura”. Anzitutto offre alle attività pubbliche e private impegnate nei processi di conservazione, divulgazione e valorizzazione del patrimonio storico artistico, sia antico che contemporaneo, una soluzione per la gestione delle informazioni. Il settore, infatti, mostra una medio-bassa propensione all’innovazione tecnologica e soprattutto l’assenza di modelli di comunicazione integrati. Il software, coerentemente, potrebbe divenire da un lato soluzione per facilitare la transizione tecnologica delle imprese e dall’altro strumento per la sistematizzazione delle conoscenze, per la gestione e per la messa in rete dei beni culturali del territorio (con benefici anche per gli attori pubblici). Da non sottovalutare, infine, sono le capacità organizzative e le ricadute di un sistema basato sul semantic web indirizzato alla valorizzazione dei contenuti raccolti e alla loro organizzazione su più livelli di complessità e di utenti, differenziati sulla base di specifici privilegi di accesso.

Il progetto proposto si è avvalso di una proficua collaborazione con la BIM-Lab.net, start up innovativa che supporta i professionisti alle prese con le tecnologie informatiche. Due sono le attività principali attorno alle quali ruota la cooperazione: formazione e consulenza. Relativamente alla prima, BIM-Lab.net ci ha permesso di studiare la risposta di studiosi e professionisti, raccogliendo preziose informazioni per organizzare al meglio il supporto al cliente. La consulenza tecnica fornita dalla start up agli esperti del settore AEC per semplificare la transizione ai sistemi di progettazione e gestione BIM-based ha poi consentito al nostro gruppo di rispondere alle domande del cliente con un repertorio di strumenti in parte già in via di implementazione nel nostro CDE. Un’altra collaborazione rilevante è stata quella con la Control BIM S.L. che ci ha supportato in fase di progettazione, condividendo un vasto repertorio di interventi curati per costruire un database indispensabile alla simulazione sulla nostra piattaforma digitale e condividendo la consolidata esperienza nel campo della programmazione di ambienti virtuali per la visualizzazione dei modelli.

Ad oggi Palantir-BIM opera in un ambiente di laboratorio e la parte amministrativa della piattaforma (PHP e MySQL) è stata aggiornata alle ultime versioni con supporto ufficiale. Per quanto riguarda le componenti relative al visualizzatore, queste sono sviluppato in Unity 5.3.6, purtroppo privo di supporto da maggio 2018. Per questo motivo la navigazione dei modelli è possibile solo impiegando browser non aggiornati e compatibili con il plugin Unity Web Player, anch’esso privo di supporto da marzo del 2016.

L’unico formato di file importabile è l’FBX (Filmbox), di proprietà della casa di sviluppo Autodesk. In vista di un’ampia diffusione del software, si ritiene indispensabile la migrazione al formato IFC-Open BIM, lo standard riconosciuto dalla normativa tecnica internazionale per l’interscambio di progetti BIM.

La proposta progettuale, nella versione Alpha, è stata presentata al BIM&DIGITAL Awards 2020 – https://build.clust-er.it/bimdigital-award-2020/ – aggiudicandosi il secondo premio nella categoria “Tecnologie digitali per il processo costruttivo”.

Riferimento a finanziamenti precedenti:

La ricerca non è stata oggetto di nessun precedente bando di finanziamento.

Innovatività rispetto a soluzioni già esistenti:

I software commerciali orientati al BIM sono prevalentemente sviluppati per rispondere alle esigenze di modellazione dei nuovi edifici, adattandosi alla riproduzione digitale di oggetti facilmente standardizzabili. I tecnici impegnati nella documentazione dell’esistente, per sua natura costituito da elementi unici e non ripetibili, sono quindi costretti ad adeguare i flussi di lavoro agli strumenti disponibili (cfr. Shirowzhan, S., Sepasgozar, S.M.E., Edwards, D.J., Li, H., Wang, C., 2020. BIM compatibility and its differentiation with interoperability challenges as an innovation factor. Automation in Construction, Volume 112, ISSN 0926- 5805). A differenza dei BIM Authoring commerciali, Palantir-BIM propone un sistema completo appositamente pensato per il patrimonio architettonico e le opere di ingegneria civile esistenti, ottimizzando i processi di gestione delle informazioni. Si tratta, infatti, di una piattaforma in grado di organizzare dati non standardizzati vincolandoli istantaneamente al modello 3D, permettendo l’accesso continuo e decentralizzato a una molteplicità di utenti per un supporto allo studio e all’analisi dei beni culturali. Questa tecnologia mira a integrare il BIM con le informazioni provenienti dai classici progetti 2D attraverso uno spazio digitale tridimensionale, ottenendo un modello di tipo 4D in cui è possibile discretizzare le singole fasi temporali, oltre che generare filtri di tipo grafico e numerico, riguardanti tanto la geometria quanto i dati associati. A differenza quindi dei principali sistemi model-based per la condivisione dei dati, il software punta su un approccio object-based in cui il modello parametrico, realizzato precedentemente, è importato in formato FBX e caratterizzato semanticamente in tutti i suoi elementi costitutivi. Oltre agli strumenti di editing, la piattaforma include nove moduli specifici per la catalogazione degli elementi, con i rispettivi database aperti all’integrazione: elementi costruttivi, materiali, alterazioni, fasi storiche, umidità, interventi, manutenzione, archeologia, deformazioni, ecc.

Titoli di proprietà intellettuale:

Il software, nella sua forma prototipale, è stato sviluppato da un gruppo di esperti appartenenti al Laboratorio Modelli: Surveying and Geo-mapping for Environment and Cultural Heritage, afferente al Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università degli Studi di Salerno. Al momento non sono state depositate domande di brevettazione o registrazione del software per l’acquisizione di diritti di proprietà industriale.

Principali applicazioni e mercato di riferimento:

Palantir-BIM permette ai clienti di integrare tutte le informazioni disponibili – e future – derivanti da studi multidisciplinari o da progetti per lavori di restauro, recupero e riqualificazione del patrimonio storico, con un particolare riferimento a quello monumentale e/o archeologico. Questa caratteristica, insieme alla possibilità di archiviare in modo sistematico la documentazione e di metterla a disposizione degli utenti, facilita enormemente il compito di ogni specialista, rendendo più efficienti le attività di catalogazione relative a progetti e interventi. In particolare, la piattaforma risponde a una serie di esigenze oggi emergenti nel campo della conservazione del patrimonio:

• accessibilità, in qualsiasi momento e istantaneamente è possibile entrare in possesso delle informazioni disponibili, differenziando, quando necessario, i privilegi di accesso;
• diffusione, grazie alla capacità della piattaforma di visualizzare e interagire con le riproduzioni digitali tridimensionali del bene oggetto di studio, l’utente può analizzarlo in modo sistematico ed esaminare, quando lo desidera, le informazioni relative a tutti i suoi elementi costitutivi;
• risparmio, non dover scambiare progetti o elaborati con i numerosi specialisti e manager coinvolti nei processi decisionali, ma potervi accedere tramite browser si traduce in una contrazione notevole dei tempi e dei costi;
• studio e analisi, gli utenti possono eseguire consultazioni selettive e interattive, combinando la documentazione già caricata nel CDE. Ciò rende Palantir-BIM uno strumento potente e versatile anche per le indagini di natura artistica, storica e tecnica. Sebbene le interrogazioni da effettuare permettano di ottenere una grande quantità di dati e di presentare i risultati attraverso rappresentazioni grafiche tridimensionali, l’utilizzo di tali funzionalità è intuitivo e i flussi operativi sono molto lineari.

Il segmento di mercato che potrà essere principalmente servito è costituito dagli istituti del

Ministero dei Beni e delle Attività Culturali e del Turismo. Questi comprendono Archivi di Stato, Poli Museali, Soprintendenze, Biblioteche, Parchi e Musei Archeologici, Musei, Segretariati Regionali, Complessi Monumentali, Gallerie, Istituti Centrali, Direzioni Generali e Opifici. Essi svolgono la funzione di stazione appaltante in relazione agli interventi da effettuare sui beni culturali presenti sul territorio di competenza. In Italia manca ancora una rete telematica per la gestione del patrimonio, con poche e isolate iniziative da parte di alcuni istituti: Palantir-BIM può rappresentare una soluzione al problema, guidando gli enti in questa transizione verso i sistemi digitali di catalogazione delle informazioni.

Un altro segmento di mercato servito sarà quello delle piccole e medie imprese attive nel settore del restauro architettonico che offrono ancora una notevole resistenza all’introduzione della metodologia BIM nei loro flussi di lavoro; si farà quindi ricorso al servizio di supporto, punto di forza della piattaforma, per un inserimento efficace tra i concorrenti.

Il terzo segmento di mercato è costituito dagli esperti aventi titolo abilitante all’esercizio della professione di restauratore di beni culturali nei settori 1, 2 e 4, conseguito in una specifica regione. Queste figure sono sempre presenti quando è necessario curare un intervento conservativo, ricoprendo un ruolo fondamentale nei processi decisionali. Ciò li rende potenziali clienti in grado di contribuire in maniera sostanziale, attraverso i loro feedback, all’ottimizzazione del software.

L’ultimo bacino di utenza comprenderà gli Uffici Tecnici Comunali, gli attori preposti alla pianificazione del territorio a più grande scala. Anche in questo caso è assente un sistema informatico centrale che possa racchiudere i dati per una documentazione esaustiva del tessuto urbano, favorendo l’interscambio tra le realtà locali.

Esigenze per l’ulteriore sviluppo – Industrializzazione:

Grazie al supporto di partner industriali, il prototipo potrà ottenere quello slancio tecnologico necessario alla maturazione di un TRL almeno pari a 7, in cui si presuppone la pianificazione ed effettuazione della convalida industriale del software in ambiente reale, l’ottimizzazione del sistema in termini di dimensioni ed efficienza e la progettazione e verifica dei processi. L’evoluzione permetterà di valorizzare quanto realizzato, con un miglioramento sostanziale del prodotto, innovativo ma in linea con lo stato dell’arte e gli standard qualitativi moderni. La proposta, infatti, mira a sviluppare un applicativo dedicato versatile che potrà essere adattato a diversi contesti di indagine.

Nello specifico, gli sviluppi futuri interesseranno prima di tutto l’implementazione del formato IFC-Open BIM per la gestione e l’archiviazione dei dati all’interno della piattaforma, in conformità con le norme UNI EN ISO 16739-1:2020; l’adozione dello standard consentirà il dialogo tra tutti gli operatori che lavorano al modello digitale, durante tutto il suo ciclo di vita dell’architettura o dell’opera di ingegneria civile, fino alla stessa manutenzione. Con IFC-Open BIM, inoltre, si potrà garantire un più libero accesso ai dati, indipendentemente dal software nativo e dalla relativa versione. Ciò permetterà una reale collaborazione tra i diversi attori e la possibilità di condividere il lavoro in un ambiente web, garantendo velocità di intervento, dialogo e confronto in una più ampia accezione.

Una seconda esigenza di sviluppo sarà l’aggiornamento del sistema a WebGL come motore grafico per la visualizzazione dei modelli 3D, soluzione supportata da più diffusi browser. A valle di queste operazioni sarà quindi possibile eseguire nuovi test in scala reale per ri-verificare tutte le funzionalità del sistema in ambiente realmente operativo.