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Attualità Fiorano Modenese

Intelligenza artificiale per la stampa di immagini su superfici, un nuovo brevetto modenese

Unimore ha visto la nascita di un nuovo brevetto industriale nato dalla ricerca svolta dal dott. Fabio Lanzi del laboratorio AimageLab di Unimore, diretto dalla prof.ssa Rita Cucchiara, per la Digital Design Srl

Negli ultimi anni il mondo del design, soprattutto in campo industriale, ha iniziato a guardare con crescente interesse alle nuove tecnologie legate all'intelligenza artificiale. In particolare, a destare maggiore attenzione sono i cosiddetti "modelli generativi", ovvero reti neurali in grado di creare da zero nuove immagini basandosi su una serie di esempi analizzati durante la fase di acquisizione. Si tratta di sistemi di AI particolarmente avanzati, in grado di svolgere operazioni di tipo creativo che fino a qualche anno fa si credevano prerogativa dell’uomo e mai sarebbero state associate a un computer.

Proprio da questo interesse sul tema del generative design è nata la collaborazione tra il Laboratorio AImageLab di Unimore e Digital Design S.r.l., rinomato studio di design con sede a Fiorano Modenese, che ha portato alla realizzazione di un sistema generativo per la creazione di immagini digitali per la stampa su superfici ed alla creazione di un brevetto depositato dall’azienda.

Tale sistema, durante la fase di allenamento, analizza decine di migliaia di frammenti di scansioni di differenti materiali naturali (accuratamente selezionati dai designer), quali marmi o legni pregiati, comprendendone le caratteristiche specifiche e gli elementi distintivi. Terminata questa fase, la rete neurale è in grado di generare un numero a piacere di nuove immagini dei suddetti materiali. Si tratta di immagini che risultano altamente realistiche e indistinguibili da quelle reali. Un sistema di questo tipo rappresenta un importante aiuto per i designer che, a partire da scansioni reali accuratamente selezionate, possono generare infiniti nuovi esempi da utilizzare direttamente per la stampa o da cui trarre ispirazione per nuove composizioni.

Siamo molto fieri di aver realizzato per la prima volta un sistema di intelligenza artificiale creativa, capace di collaborare e supportare i designer nelle loro attività dall'alto contenuto artistico legato al settore della stampa su superfici di design – afferma la prof.ssa Rita Cucchiara di Unimore.- Questo lavoro è nato dall'attività di ricerca svolta presso il laboratorio AImageLab dal dott. Fabio Lanzi, assegnista di ricerca di Unimore e socio fondatore della startup universitaria GoatAI SRL, anch'essa incentrata su AI e Computer Vision. Il gruppo di lavoro, al quale si è recentemente aggiunto il dott. Alberto Vitto (assegnista di ricerca presso Unimore), studia da più di due anni nuove architetture neurali di tipo generativo e sono particolarmente orgogliosa che, come testimoniato dal brevetto, questa attività abbia portato a risultati altamente innovativi e di grande rilevanza internazionale”.

“La concessione del brevetto del ‘sistema generativo per la creazione di immagini’ ci rende estremamente felici e orgogliosi - afferma Elena Pellesi CEO di Digital Design. Siamo certi che questa innovazione spalanchi le porte a nuovi scenari e che sia una delle invenzioni più rilevanti per il settore della progettazione grafica. Ci auguriamo che il brevetto sia il primo passo attraverso una nuova era nel mondo del design di superfici. Il progetto è nato grazie alla continua ricerca e indagine che digital design compie su terreni ancora inesplorati del design. Il progetto di ricerca e le relazioni con il team di ingegneri di UNIMORE è stato coordinato da Andrea Mariani, dipendente di digital design da quasi 10 anni impegnato in progetti di ricerca e sviluppo. Siamo molto contenti del rapporto instaurato con Unimore e crediamo che avere una simile eccellenza sul territorio sia un’importante opportunità per le aziende del territorio”.

Come funziona il modello generativo?

Volendo addentrarsi meglio nella nascita di questo brevetto bisogna partire dal modello generativo di base utilizzato nel corso del progetto che prende il nome di GAN - Generative Adversarial Network.

Si tratta di un sistema composto da due reti neurali distinte, chiamate rispettivamente Generatore e Discriminatore, che durante la fase di allenamento risultano in competizione l'una con l'altra. Il Generatore ha il compito di creare nuove immagini simili a quelle di riferimento fornite dall’operatore, ad esempio un insieme di foto di lastre di marmo. La rete neurale analizza le caratteristiche comuni delle foto originali, comprendendone a fondo la struttura, e fornirà nuove foto di lastre di marmo che non risultano essere un duplicato di quelle di partenza, bensì opere completamente nuove, ma talmente realistiche da rendere impossibile immaginare che siano state generate da un computer senza l'intervento umano diretto. Il Discriminatore analizza invece sia le immagini originali sia quelle “fasulle” prodotte dal Generatore e ha il compito di provare a distinguere questi due gruppi di immagini. Immagini troppo inverosimili saranno immediatamente etichettate come “fasulle” dal Discriminatore, spingendo il Generatore, in competizione con esso, a crearne di nuove ancora migliori e più realistiche. Durante la fase di allenamento le due reti si migliorano quindi costantemente a vicenda: il Generatore diverrà sempre più bravo a creare immagini realistiche e il Discriminatore sempre più bravo a capirne la differenza rispetto agli originali. Terminata la fase di allenamento, se il processo è andato a buon fine, il Generatore sarà talmente bravo da ingannare anche un discriminatore umano.

Fabio Lanzi 

Nasce a Castelnovo Ne’ Monti (RE) il 25/03/1992. Consegue la laurea magistrale (con lode) nel 2016 presso l’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia. Dal 2017 ad oggi lavora come assegnista di ricerca presso il laboratorio AImageLab di Unimore sotto la supervisione della professoressa Rita Cucchiara e del professor Simone Calderara, svolgendo attività di ricerca sui temi dello human behaviour understanding e modelli generativi; tale attività ha portato negli anni a importanti applicazioni in ambito industriale e alla pubblicazione di paper a conferenze di rilevanza internazionale. Nel 2020 fonda, insieme alla professoressa Cucchiara e altri membri del laboratorio AImageLab, la startup universitaria GoatAI SRL, che si occupa di convogliare le conoscenze acquisite in anni di ricerca su AI e Computer Vision per la realizzazione di prodotti altamente innovativi sviluppati con tecnologie all’avanguardia.

DIGITAL DESIGN Srl 

L'azienda di Fiorano Modenese, ha festeggiato il suo decimo anniversario. L’azienda nasce agli albori di una rivoluzione tecnologica che ha cambiato radicalmente il sistema produttivo del settore delle piastrelle di ceramica: il passaggio dalla stampa analogica a quella digitale. La consapevolezza di come questo cambiamento possa aprire nuovi orizzonti a una creatività senza limiti è ancora profondamente radicata nelle menti dei fondatori unitamente alla convinzione che un know-how in continua evoluzione sia il mezzo necessario per proporre progetti grafici di eccellente livello qualitativo. Tutto questo era e rimane il leitmotiv che ispira le operazioni quotidiane dell’azienda.

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