12 - 2015 | SICUREZZA /INNOVAZIONE/2
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Cyber security - Non solo sicurezza, questa tecnologia si rivela utile anche in ambito ingegneristico


La nuova sfida: droni, oltre ogni limite

dott. ing. Paolo Chiastra - Commissione Energia-Ordine Ingegneri Milano

 

L’utilizzo del piccione viaggiatore come mezzo di comunicazione tra luoghi distanti anche centinaia di km risale ad epoche remote, con il limite del carico utile a circa 50 gr. Altro aspetto negativo non trascurabile è che il payload può essere inviato esclusivamente ad una sola destinazione, ovvero alla piccionaia di residenza del volatile.
Su terra, l’animale domestico addestrato più versatile, in grado di agire in semiautonomia e svincolato dal suo istruttore è il cane, mentre in campo marino è il delfino. Entrambi possiedono una buona intelligenza che può essere convenientemente sfruttata sia per scopi civili che militari. Questi tre benemeriti animali incarnano l’archetipo non robotizzato dei droni.

Tipologie di droni
L’uso di mezzi artificiali atti ad operare a distanza assume importanza primaria dove l’ambiente è ostile, pericoloso o impervio, oppure quando i limiti fisici impediscono l’avvicinamento diretto, ad esempio, per l’esplorazione di vulcani attivi, delle profondità marine, dell’alta atmosfera e dello spazio. In tutti questi casi vengono utilizzate sonde, specificatamente costruite che rappresentano la più alta espressione di ausili remoti. Altro importante tassello da citare, prima di addentrarci nello specifico, è rappresentato dai missili da crociera, che lanciati anche a migliaia di chilometri dal bersaglio possono raggiungerlo in completa o parziale autonomia, in accordo al teatro operativo e alle esigenze.
Però, l’anello di congiunzione tra gli animali addestrati e i droni è rappresentato dai più semplici modelli radiocomandati, di velivoli, natanti, veicoli che per molti appassionati sono fonte di svago e divertimento.
Il fenomeno droni, come notorietà, è apparso sulla scena di recente, in modo prepentino e piuttosto incontrollato, tanto da prendere alla sprovvista anche le autorità preposte alla navigazione e alla sicurezza. Sulle bancarelle e nei negozi si è visto prima il fiorire di piccoli elicotteri di basso costo a pale controrotanti, relativamente facili da tenere in aria e poi sono apparsi i multirotore. La differenza sostanziale tra un tricottero (3), quadricottero (4), esacottero (6) o ottocottero (8 eliche) è il peso utile che è possibile trasportare condizionandone l’impiego ed il costo. Facili da far volare e tutti dotati di microtelecamere stanno interessando moltitudini di persone che si avvicinano a questo mondo più per curiosità e per gioco che per professione. Integrando caratteristiche proprie dei modelli radiocomandati e dei missili da crociera possono essere utilizzati per svariate applicazioni utilitaristiche.

Ad oggi ne esiste una varietà talmente ampia per costo, per peso, per autonomia, per carico utile, per destinazione d’uso che è difficile stilare una classificazione organica ed addirittura è problematico fornire una definizione esaustiva del concetto di drone: per analogia, dire drone è come dire automezzo, termine che comprende tutti i veicoli dotati di ruote gommate e motore. Si hanno così droni terrestri, sottomarini, aerei, anfibi. Per uso militare o civile, con autonomie di migliaia di km o di poche centinaia di metri. Pesanti varie tonnellate o pochi etti, con carichi utili proporzionali. Capacità di agire in autonomia piena, in semiautonomia oppure a pilotaggio remoto, RP (Remoted Piloted). Con sistemi e impianti di bordo semplici o sofisticati, con sistemi di comunicazione svariatissimi, con o meno: GPS, radar, sonar, lidar, visione naturale, all’infrarosso, stereografica; con o meno: registratori dati, carichi sganciabili, sensoristica di misura. In campo militare esistono anche e da molto tempo veri aerei ed elicotteri trasformati in droni (es. Lockheed Martin F 16 - Bell 407 MRH). Anche se il costo è uguale o superiore al mezzo pilotato dal quale derivano, a parità di missione, è sempre meglio perdere un drone che il corrispettivo carico umano!

Non è certo in queste poche righe che se ne possono descrivere tutti gli aspetti ma, a tale scopo, il rimando è ad un prossimo articolato incontro che l’Ordine degli Ingegneri di Milano sta organizzando sul tema per i primi mesi del 2016.
Lo sviluppo dei droni ha coinciso con l’evoluzione contemporanea di diverse tecnologie e con la miniaturizzazione spinta e relativa riduzione di pesi e ingombri per:

  • ricetrasmettitori analogici e digitali per telecomando, telemetria, data link, GPS
  • telecamere a visione naturale, all’infrarosso, ultravioletto, spettrometri, sensori di misura
  • piattaforme inerziali (IP), accelerometri e giroscopi di stabilizzazione
  • motori elettrici affidabili
  • servi di azionamento e gimbal meccanici di stabilizzazione
  • batterie ad alta capacità, soprattutto ai Polimeri di Litio - LiPo
  • disponibilità di materiali innovativi per strutture leggere e resistenti

Utilizzo in ambito ingegneristico
Con tali premesse non è difficile intuire che il drone rappresenterà esso stesso per diversi anni, prima di diventare un prodotto maturo, un buon soggetto di studio, di ideazione, di progettazione, con ricadute nello sviluppo di nuovi modelli, di sottosistemi e di componenti finché la “selezione naturale” non agirà privilegiando l’utile e scartando via via le architetture meno adatte.
È chiaro che molte categorie di tecnici e non lo prenderanno in considerazione come possibile ausilio nella professione quotidiana per sfruttarlo convenientemente. Siamo solo all’inizio di una nuova era che potrebbe fornire molte opportunità.
Ovviamente, per una tecnica così sofisticata, c’è anche un rovescio della medaglia costituito dalle seguenti problematiche:
Intrinseche: la scelta in funzione dello scopo, la necessità o meno di ottenere uno specifico patentino e comunque la conoscenza di normative e limitazioni legate al peso, al sorvolo di determinate aree, alle riprese cinefotografiche, alla privacy. Se l’uso è sporadico, prima di passare all’acquisto, converrà affittare il mezzo con tanto di “pilota”. In tal modo si potrà valutarne sul campo la reale utilità.
Specifiche: l’autonomia, che potrebbe richiede ulteriori batterie di scorta, l’equipaggiamento proprio del mezzo e le attrezzature da portare a bordo.
Ambiente di lavoro: sorvolare un impianto petrolifero, ammesso di avere le autorizzazioni necessarie e il multirotore a prova di esplosione, è ben diverso dal sorvolo di una cava di inerti o di un fiume.
Safety: la caduta accidentale potrebbe portare a conseguenze pericolose, dannose o anche fatali.
Security: una certa potenziale criticità è intuibile e per contrastare eventuali temibili situazioni si stanno sviluppando contromisure portatili e fisse.
Rapporto benefici/costi (noleggio, acquisto, manutenzione, patentino, assicurazione, payload, accessori).

 

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