I droni rappresentano uno strumento decisivo per il controllo del territorio, con applicazioni che vanno dalla sicurezza delle infrastrutture all’osservazione di habitat naturali, fino ad arrivare all’utilizzo in agricoltura e frutticoltura, per effettuare trattamenti mirati e a impatto zero. Vediamo insieme alcuni esempi.

TAKEAWAY

• L’utilizzo dei droni ai fini di monitoraggio può riguardare diversi ambiti, non solo naturali ma anche civili.
• Un esempio di rilievo, in Italia, è dato dal sistema composto da droni, modelli 3D e dalla nuova piattaforma per il monitoraggio delle infrastrutture autostradali, basata sul software IBM Maximo.
• Sempre in tema di controllo del territorio, i ricercatori dell’Imperial College di Londra hanno testato nuovi metodi di monitoraggio delle foreste tramite droni.
• Attraverso delle freccette, i droni “lanciano” i sensori sugli alberi, creando così una rete wireless in grado di raccogliere dati importanti per la salvaguardia del pianeta.

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I droni rappresentano uno strumento decisivo per il controllo del territorio e, più in generale, per il monitoraggio aereo, con applicazioni che spaziano dalla sicurezza delle infrastrutture all’osservazione di habitat naturali, fino ad arrivare all’utilizzo in agricoltura e frutticoltura, per effettuare trattamenti mirati e a impatto zero, in direzione di una sostenibilità ambientale.

In particolare, lo scorso novembre è stata annunciata la sinergia tra Autostrade per l’Italia, IBM e Fincantieri, per il monitoraggio delle condizioni strutturali delle opere presenti sulla rete autostradale italiana.

Frutto di tale sinergia, il sistema deputato all’analisi e al monitoraggio delle infrastrutture autostradali che sfrutta il sofwtare IBM Maximo, messo a punto, nello specifico, da Autostrade Tech in collaborazione con IBM e Fincantieri NexTech, solution provider nei settori dell’informatica e dell’elettronica.

IBM ha messo a disposizione le più avanzate funzionalità di Intelligenza Artificiale per l’elaborazione dei dati, mentre Fincantieri NexTech ha apportato tecnologie e soluzioni per il monitoraggio.

Più nel dettaglio, il sistema si compone di droni, modelli 3D e analisi dei dati – al fine di rendere i controlli più efficienti, trasparenti e tracciabili – e della nuova piattaforma per la gestione delle infrastrutture civili, basata, appunto, su IBM Maximo. Ma vediamo più da vicino di che cosa si tratta.

Droni, IoT e modellazione digitale 3D per il monitoraggio delle infrastrutture autostradali italiane

Il nuovo sistema si avvarrà, in particolare, delle tecnologie di intelligenza artificiale sviluppate da IBM, dell’utilizzo di droni e di dispositivi IoT, nonché della modellazione tridimensionale di Fincantieri NexTech, con l’obiettivo di modernizzare i lavori di controllo di oltre 4.500 opere sulla rete autostradale di Autostrade per l’Italia Spa.

Per effettuare le ispezioni in merito alla situazione di ogni opera, sarà possibile accedere in real time – per mezzo di un tablet – a una serie di dati, tra cui quelli relativi alle peculiarità del progetto originale, alle sue evoluzioni in seguito a modifiche successive, a controlli realizzati in precedenza e a quelli programmati.

E, sempre mediante tablet, sarà possibile, alle figure preposte alle ispezioni, immettere nel sistema le informazioni e le immagini raccolte durante i controlli, in modo da condividerle con altre figure all’interno dell’azienda.

Entro il 31 dicembre 2020, tutto il personale incaricato di ispezionare le infrastrutture autostradali sarà dotato di un tablet, con cui tenere traccia dei vari interventi fatti e dei relativi esiti.

Già a partire dallo scorso novembre, ha preso forma un archivio digitale, consultabile attraverso un’applicazione, contenente tutti i dettagli e le foto rilevate durante i controlli.

I droni hanno una parte centrale nel progetto, dal momento che le oltre 4500 opere autostradali della rete, tra ponti cavalcavia e viadotti, avranno un gemello digitale, che sarà realizzato attraverso telecamere e scanner topografici in dotazione agli stessi droni.

La sperimentazione è partita con 430 opere autostradali tra Cassino e Bari e mira a sviluppare nuovi algoritmi, avvalendosi della consulenza di un Comitato Tecnico-Scientifico, composto da docenti dei Politecnici di Milano e Torino e delle facoltà scientifiche delle università di Roma, Napoli e Trento.

Ha dichiarato Enrico Cereda, Presidente e AD di IBM Italia:

“Le tecnologie come l’intelligenza artificiale, assieme a consolidate competenze di ingegneria civile, possono aiutarci ad affrontare buona parte delle sfide di trasformazione che stiamo vivendo, assistendo gli operatori nella gestione più efficiente delle infrastrutture civili. In particolare, il progetto realizzato con Autostrade Tech e Fincantieri NexTech, ha l’obiettivo di supportare operatori e professionisti nel prendere decisioni migliori, più efficaci ed efficienti. Questa innovazione, basata su IBM Maximo Application Suite, porterà benefici reali di cui il Paese ha bisogno oggi. Continueremo a lavorare con IBM Research, oltre che con partner strategici specializzati nell’ingegneria delle infrastrutture civili, per la valutazione e l’avanzamento dei nostri prodotti. Questi strumenti di assistenza per l’ingegneria civile continueranno a diventare sempre più potenti nell’individuazione dei guasti e nella valutazione del rischio. Prevediamo di fornire ulteriori avanzamenti di questa AI a metà del 2021 e continueremo a migliorarli nel tempo“

Droni e controllo del territorio: lo studio dei ricercatori dell’Imperial College di Londra per il monitoraggio delle foreste

Nell’ambito del controllo del territorio e dell’ambiente, un altro campo in cui i droni possono dare un apporto rilevante è quello dei cambiamenti climatici: l’ambiente è in pericolo e la tecnologia può salvarlo. Nel caso specifico delle foreste, allo stato attuale il monitoraggio per mezzo della robotica avviene solitamente posizionando dei sensori sugli alberi, ma spesso risulta difficile se questi sono molto alti.

Per tale motivo, i ricercatori dell’Aerial Robotics Laboratory dell’Imperial College di Londra hanno fatto ricorso ai droni per posizionare i sensori in diversi modi: attraverso il contatto, facendoli arrampicare sui rami, o sparando delle freccette.

Lo studio in questione si intitola “Unmanned Aerial Sensor Placement for Cluttered Environments” ed è stato pubblicato sulla rivista scientifica “IEEE Robotics and Automation Letters” lo scorso ottobre.

Nello specifico, l’Aerial Robotics Laboratory è un laboratorio di ricerca che opera all’interno del Dipartimento di Aeronautica dell’università britannica e di recente ha pubblicato i risultati della fase di test della ricerca.

In particolare, il lancio dei sensori, innescato da un apparecchio di circa 22 grammi, avviene attraverso l’accumulo di energia meccanica da parte dei droni e può coprire distanze fino a 4 metri.

Nulla è lasciato al caso: i droni individuano i luoghi più adatti per il posizionamento attraverso speciali telecamere di cui sono dotati; le freccette attaccano i sensori agli alberi e così inizia la raccolta dei dati. In alternativa, possono essere gli stessi droni ad appostarsi sui rami, come se fossero uccelli, fungendo in tal caso da sensori mobili e raccogliendo da sé le informazioni.

Il sistema è stato testato, sia al chiuso che all’aperto, posizionando decine di sensori con la modalità open-loop, che prevede un controllo aperto, cioè l’assenza di feedback. In poche parole, sul metodo del monitoraggio del sistema non intervengono le informazioni raccolte dal robot, ma c’è maggiore libertà di azione. Si crea così una rete di sensori wireless (WSN), del peso di 30 grammi ciascuno, distribuiti dai droni sugli alberi con una precisione di circa 10 cm.

I droni sono al momento soggetti al controllo umano dei ricercatori che possono vedere cosa inquadrano le fotocamere per puntare gli alberi più adatti al posizionamento dei sensori. La prossima sfida sarà rendere i droni autonomi per monitorare anche gli ambienti più imprevedibili e meno accessibili da parte dell’uomo.

La prossima sfida sarà rendere i droni autonomi per monitorare anche gli ambienti più imprevedibili e meno accessibili da parte dell’uomo.