Scala EXYN: quanto autonomo è il tuo drone?

Cosa significa esattamente “volo autonomo?” Dal punto di vista normativo è quando il pilota non c’è e dunque non può intervenire. Ma sul piano tecnico, come si misura il grado di autonomia di un drone?

La ricerca della massima automazione nel volo dei droni ci ha regalato tecnologie impensabili fino a pochi anni fa: basti pensare alla magia dei MasterShots dei DJI di ultima generazione, che tengono a fuoco il soggetto mentre eseguono automaticamente diverse manovre automatiche in sequenza, o l’Advanced Assisted Flight System (APAS 4.0), sempre DJI, che permette al drone di evitare automaticamente gli ostacoli negli scenari più complessi, anche ad alta velocità. E dire che fino a qualche anno fa rimanevamo a bocca aperta davanti a un drone che si fermava da solo prima di sbattere contro un muro. Una corsa al  volo automatico a cui si è aggiunto l’americano Skydio, che con i suoi droni tutto sommato economici sbalordisce per la capacità di creare mappe tridimensionali dell’ambiente che gli permettono di lanciarsi rotte complesse per schivare gli ostacoli mentre ci facciamo fare un selfie dinamico  correndo tra i boschi. 

Siamo però ancora nel campo del volo automatico, quegli automatismi di volo che funzionano solo quando c’è un pilota, un gradino che è tra l’altro perfettamente legale anche nelle Open: follow me, return to home, rotte automatiche e sofisticatissimi algoritmi di aggiramento degli ostacoli hanno sempre e comunque bisogno di un pilota almeno per la pianificazione di alto livello. Non è il drone che traccia sul tablet la rotta da seguire, è il dito del pilota.  Ma ci sono ambiti operativi dove il pilota non può proprio esserci: Exyn, una costola del GRASP Lab dell’Università della Pennsylvania, ha sviluppato droni per ispezioni di grandi spazi non strutturati come le miniere. Un ambiente incredibilmente impegnativo, essendo impenetrabile per il GPS, buio, polveroso e pericoloso. Sebbene i droni dotati di lidar di Exyn siano autonomi diverso tempo, ora sono in grado di funzionare senza alcuna pianificazione di alto livello da parte di un umano. A questo livello di autonomia, che Exyn chiama Livello 4A, l’operatore definisce semplicemente un volume che il drone dovrà mappare, quindi il drone esplorerà metodicamente l’intero spazio e genererà una mappa ad alta risoluzione da solo, anche se va ben oltre il raggio di comunicazione per farlo.

La proposta di Exyn: 5 livelli di autonomia

Non esiste una classificazione scientifica che assegni un valore al grado di autonomia di un drone, così Exyn si è inventata la sua scala e definisce i suoi droni di livello  “Livello 4A“, ispirata ai livelli di autonomia SAE (Society of Automotive Engineers) una scala da 1 a 6 che classifica i livelli di guida autonoma delle auto. Per Exyn, livello 4A  significa che può percepire cose come le linee elettriche, anche se non qualcosa di stretto come il filo da pesca. Il che finora non è stato un problema, perché è un esempio di un ostacolo “patologico”, qualcosa che non è normale e che si incontrerebbe solo se fosse stato posizionato lì appositamente per sabotare l’operazionre. Anche gli ostacoli dinamici (come esseri umani o veicoli) che si muovono a passo d’uomo vanno bene. La polvere a volte può essere complicata, anche se il drone può identificare quantità eccessive di polvere nell’aria e aspetterà che la polvere si depositi prima di aggiornare la sua mappa. 

(Scarica la mappa in PDF)

Una scala come quella proposta da Exyn è molto importante per definire le tappe che ci dovranno portare al volo veramente autonomo, che è la sfida più affascinante che i droni hanno davanti. Le applicazioni commerciali di un sistema totalmente “hands off” che è in grado di generare autonomamente mappe lidar dettagliate di spazi chiusi quasi in tempo reale sono piuttosto chiare, ed è la strada esplorata da Exyn. Ma naturalmente un conto è volare in una caverna o una miniera sotterranea, dove non c’è nessuno, ben diverso è volare all’aria aperta, e è ovvio che in questo caso le implicazioni legali e normative diventano anche più importanti di quelle puramente tecniche. E si incrociano naturalmente con l’U-Space e i suoi servizi, che da gennaio entreranno anche, sia pure in modo decisamente embrionale, nei regolamenti EASA. Gli scenari sono davvero impressionanti, pensiamo alla ricerca e soccorso, specialmente quando si tratta di far volare autonomamente non un drone solo ma un intero sciame: non pare così lontano il giorno in cui i soccorritori daranno una foto della persona da cercare al drone e l’intero sciame pattuglierà l’area finché non lo trova.

Per far sì che ciò accada, tuttavia, i droni dovranno raggiungere quello che Exyn chiama Livello 5, cioè ai sensori e ai lidar dovrà aggiungere la comprensione e consapevolezza dell’ambiente e degli oggetti che contiene. Una cosa su cui in Exyn stanno lavorando ora, afferma Jason Derenick, CTO di Exyn. Ciò significa non solo capire cosa sono gli oggetti, ma anche ragionare su di essi, il che potrebbe significare ciò che l’oggetto rappresenta in un senso più astratto, nonché come possono muoversi cose come persone e ostacoli dinamici. In una parola, occorre dare al drone la Situational Awarness. Le auto autonome devono farlo di routine, ma per un drone con dimensioni limitate e potenza di calcolo limitata, è una sfida molto più grande. Ma si può vincere.

Fonte: Spoectrum.ieee.org  

Fonte :dronezine.it

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