Urban Air Mobility, dall’idea dei droni taxi alla sicurezza dei voli aerei

Non siamo ancora nell’era dell’Urban Air Mobility, dei cosiddetti taxi volanti e nemmeno dell’utilizzo dei droni quali mezzi di trasporto, beni e persone, nel contesto della mobilità urbana. Ma è da qui che è partita la startup The Edge Company per sviluppare BCMS Ventur X (Obstacle Detection System), un sistema capace di riconoscere gli ostacoli, monitorare e allontanare gli uccelli. Un aspetto molto importante per la sicurezza nei voloporti.

Se ne sente parlare già da un po’. L’Urban Air Mobility, ossia la mobilità aerea cittadina, quella che sfrutterà droni, aerotaxi ed altri tipi di velivoli, anche a guida autonoma, come mezzo di trasporto aereo a bassa quota per brevi tratte urbane, farà certamente parte della nuova smart mobility.

Per capire meglio di cosa si tratta, abbiamo intervistato Francesca Dalla Venezia, Co-Founder di The Edge Company, una startup fondata nel 2017 insieme a Fabio Masci con la quale hanno messo a punto un sistema, chiamato BCMS Ventur (Bird & Drone Detection System), capace di classificare, monitorare e allontanare gli uccelli e i droni negli aeroporti, idea che oggi sta trovando un impiego nella nuova mobilità urbana, e che anzi ne diviene abilitante.

Dalla Venezia, che è anche docente dei Master Experis Academy ci racconta come è nata l’idea di brevettare un sistema in grado di riconoscere i volatili che affollano gli aeroporti al fine di migliorare la sicurezza del volo.

Cos’è la Urban Air Mobility?

E’ la nuova mobilità che prevede di spostarsi con dei mezzi volanti, chiamati eVtol (electric vertical take-off and landing) nello spazio aereo cittadino. Cosa significa? Significherà avere dei piccoli elicotteri, o grandi droni, elettrici che voleranno a bassa quota sui tetti delle nostre case, tra le nostre strade

Il progetto è nato qualche anno fa e Francia e Germania sono già molto avanti nella progettazione. Noi siamo stati coinvolti in questo nuovo tipo di mobilità sia grazie alla nostra accelerazione francese a The Camp, quando Airbus elicopter ci ha chiesto se il nostro sistema BCMS Ventur potesse esser messo sui droni. E poi nel luglio 2019 una giornata intera a Monaco di Baviera, dove siamo stati invitati dall’acceleratore The Munich Network, ci ha davvero aperto gli occhi. Abbiamo visto ciò che gli altri Paesi europei stavano facendo per dare avvio a questo nuovo tipo di mobilità, coinvolgendo anche psicologi, le università, sindaci e ovviamente case automobilistiche e produttori di aerei, elicotteri e startup nate per costruire gli eVtol.

Un settore che nei prossimi 10 anni darà 90.000 posti di lavoro, stando ad analisi dell’Easa. Infatti oltre a produrre i taxi volanti, come sono ribattezzati in Italia, bisognerà costruire anche tutta l’infrastruttura urbana: dai voloporti (una sorta di piccoli aeroporti urbani) alla rete di comunicazione, a piattaforme per prenotare il volo… insomma si sta davvero aprendo un mondo intero, e questo arriverà domani! I servizi prenderanno il via sicuramente per Parigi 2024, ma la Cina sembra entrata in gara e sta spingendo per anticipare in oriente l’inizio del servizio nel 2023.

Dalla Urban Air Mobility ad una soluzione utile per la sicurezza dei velivoli e delle persone negli aeroporti e nei voloporti. Come ci siete arrivati?

Francesca Dalla Venezia, co-founder di The Edge Company e docente dei Master Experis Academy
Francesca Dalla Venezia, co-founder di The Edge Company e docente dei Master Experis Academy

L’idea è nata dall’esigenza di voler allontanare in maniera naturale gli uccelli dagli aeroporti. Il tutto parte dall’esperienza di Fabio Masci –  pilota in congedo in Aeronautica Militare che si è sempre occupato della sicurezza del volo – che ha messo a punto una metodologia adottata poi da tutta la forza armata per evitare che gli uccelli si recassero nei pressi dell’aeroporto, costituendo un pericolo per i motori degli aerei (sia militari che civili).      

Quando si verifica un impatto tra un uccello e un velivolo, si parla di bird strike. Nel mondo ce n’è uno ogni 15 minuti e, solitamente, avviene soltanto sotto i 300 piedi; quindi, in fase di decollo o atterraggio. Le collisioni con gli uccelli sono davvero molto frequenti poiché gli aeroporti sono luoghi ideali per i volatili che vi si recano per mangiare.

Da qui è nata l’idea di rendere automatico l’allontanamento degli uccelli dalle aree aeroportuali.

Abbiamo così chiesto ad un ricercatore dell’Università di Verona di realizzare un algoritmo in grado di riconoscere in autonomia le diverse specie di uccelli. Per realizzarlo, abbiamo coinvolto anche un biologo con il compito di insegnare agli informatici il volo e il comportamento delle diverse specie di volatili, in modo da tradurre il tutto in algoritmo.

Come avviene, in concreto, questo allontanamento?

L’allontanamento avviene una volta che si è riconosciuta la specie. Grazie all’utilizzo di telecamere ad alta precisione, si è riusciti a fare un monitoraggio molto accurato che permette al sistema di sapere quando arrivano gli uccelli, dove si posano e di che specie sono. A quel punto, in automatico, il sistema può attivare dei richiami di pericolo. Il richiamo di pericolo è determinante in quanto gli uccelli rispondono in maniera immediata e permanente solo a questo segnale, poiché è l’unica cosa che li spaventa davvero. Da qui, dunque, è nata l’esigenza di riconoscere ogni singola specie che staziona nelle aree aeroportuali. Riconoscere che si tratta di un volatile è importante ma non è sufficiente. Bisogna arrivare a determinare la specie per fare in modo che dal sistema parta, automaticamente, proprio il richiamo di pericolo di quella specie.

Attualmente, il monitoraggio viene svolto da persone dotate di binocoli o da radar – molto costosi – che avvertono la presenza di un oggetto ma non riescono ad indentificarlo come volatile.

Il nostro sistema, BCMS Ventur, è in grado di riconoscere le specie di uccelli in tempo reale anche a distanza di 1 km, riducendo sia i costi di monitoraggio sia il rischio di bird strike.

Quali sono le tecniche di intelligenza artificiale più utilizzate da BCMS Ventur e per quali obiettivi?

La nostra rete è customizzata e usa il Deep Learning. È una rete che auto apprende via via che viene istruita. Inizialmente, vengono inserite le informazioni di partenza relative alla geografia, al clima o all’orografia; da queste è già possibile risalire alle specie che potrebbero essere presenti nel sito. Purtroppo però, a causa delle migrazioni, le specie che rileviamo negli aeroporti non sono le stesse per tutto l’anno. Dunque, bisogna fornire al sistema un set di informazioni che variano in base alle stagioni, anche se stiamo vedendo che il sistema funziona bene anche senza questo set aggiuntivo. Lo stiamo sperimentando su vari aeroporti nel mondo e dunque ne stiamo apprezzando sempre di più quelle che erano le potenzialità e che ora abbiamo visto essere le capacità.

Solo alla fine di un intero anno di training, il sistema comunque è in grado di imparare e riconoscere tutte le specie, mentre per quelle tipiche (6-7 specie) sono sufficienti pochi giorni

Noi ci siamo concentrati su sei specie – quelle che sono maggiormente presenti negli aeroporti – e, attualmente, il sistema è già in grado di riconoscerle con una precisione molto elevata, tra il 90 e il 100%.

BCMS Ventur, oltre a riconoscere gli uccelli, è anche in grado di rilevare la presenza di droni a guida autonoma in movimento.  E, a proposito di guida autonoma, come immaginate la Smart Mobility o la Urban Air Mobility del futuro?

La mobilità autonoma la vediamo molto vicina. Grazie alle nostre relazioni internazionali – la nostra startup è stata accelerata in Francia, da The Camp – nel 2018 proprio grazie alla nostra naturale propensione all’estero per la tecnologia e l’ambito che affrontiamo, siamo venuti a conoscenza dell’esistenza di droni che trasportano passeggeri, i cosiddetti Evtol (Electric vertical take-off and landing). In Italia li chiamiamo Taxi volanti.

Si capisce bene che un aereo che precipita a causa di un bird strike rappresenta un pericolo per i passeggeri e per l’abitato nel sentiero di avvicinamento dell’aeroporto. Ma se a precipitare è un taxi volante in città si capisce bene come la percezione di sicurezza sia diversa. Non si tratta solo  dell’incolumità dei passeggeri stessi ma anche dei cittadini che si trovano ad abitare o a passeggiare per le strade delle città.

Airbus – che è uno dei numerosi player di questo nuovo tipo di mobilità ha progettato – ha intenzione di iniziare ufficialmente il servizio in occasione delle Olimpiadi di Parigi del 2024. Ma la gara è apertissima e passa dal Giappone, per Singapore, Dubai e Parigi senza trascurare la Cina che, come prevedibile, vuol battere tutti sui tempi di 1 anno.

L’Urban Air Mobility, o Advanced Mobility, sarà la prima a decollare come guida autonoma poiché, a differenza della mobilità autonoma terrestre, in aria ci sono meno ostacoli e sono meno imprevedibili ( a parte gli uccelli!). Noi giocheremo un ruolo determinante grazie al nostro sistema che è in grado di individuare uccelli, gli altri droni e tutti gli ostacoli.

Quali sono gli ambiti in cui la guida autonoma maturerà più facilmente?

Probabilmente per i veicoli spaziali. Nell’impiego spaziale sarà molto più veloce l’utilizzo della guida autonoma per una questione di facilità  e rapidità nell’individuazione degli ostacoli. Basti pensare che Perseverance è guidata da terra e ci vogliono 20 minuti perché il segnale del comando arrivi su Marte e poi altrettanti per vedere l’effetto del comando. Se avesse la guida autonoma sarebbe tutto molto più semplice!

Quali sono gli ostacoli alla guida autonoma cittadina? Perché si parla tanto d’auto a guida autonoma ma siamo ancora lontani dal vederle sulle nostre strade?

Immagine che raffigura i taxi volanti a guida autonoma, ossia i droni aerotaxi, futuro della cosiddetta Urban Air Mobility
Droni aerotaxi – La Urban Air Mobility del futuro

La mobilità autonoma nelle città trova ostacoli che sono relativi alla non prevedibilità di alcuni fenomeni che possono verificarsi. Non è un problema né relativo alle capacità dei nostri ricercatori, né alla capacità degli algoritmi, ma inerente alla struttura delle città. Nelle città bisognerebbe costruire un’infrastruttura che dialoghi con le auto autonome; questo, richiede molto tempo. Mentre nell’Urban Air Mobility, poiché si sta partendo adesso, si prevede già di costruire un tipo di mobilità diversa: ad esempio gli eVtol ( i taxi volanti) dovranno essere tutti elettrici, le fermate dei taxi saranno i voloporti. Il voloporto avrà un sistema che dialogherà con i Taxi volanti e sarà in grado di individuare gli ostacoli – perché sfrutterà un sistema come il nostro privo di emissioni – in fase di atterraggio o decollo.

Quali sono le competenze necessarie allo sviluppo di un progetto di Urban Air Mobility?  Si parlava di competenze diversificate; non solo persone provenienti dal mondo matematico-ingegneristico ma anche specialisti di altre discipline, come la biologia.

L’Urban Air Mobility è un campo vastissimo; si parte da chi costruisce i droni a chi produce le batterie che li alimentano.

Noi non costruiamo il drone, non produciamo le batterie ma ci occupiamo di quella che è l’infrastruttura per la gestione del traffico aereo e degli ostacoli.

Abbiamo unito l’esperienza diretta di un pilota nel campo dell’aviazione, l’esperienza e la conoscenza della natura di un biologo, e quella di uno specialista dell’Intelligenza Artificiale. Abbiamo unito queste competenze per progettare e sviluppare una soluzione che non è mera tecnologia ma il frutto di competenze diversificate, messe a fattor comune per un sistema di sicurezza di cui la tecnologia rappresenta solo un tassello.

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