Aiutare gli sciami di droni a navigare i cieli in sicurezza
I droni rappresentano un settore in rapida espansione in Europa, poiché forniscono servizi in molti contesti differenti, in particolare nelle aree urbane. L’impresa comune di ricerca sulla gestione del traffico aereo nel cielo unico europeo (SESAR), ossia il pilastro tecnologico dell’iniziativa del cielo unico europeo dell’UE, prevede che circa 200 000 droni commerciali e governativi entrino in uso entro il 2035 e 395 000 entro il 2050. Eppure, quando giungerà il momento in cui la vista di numerosi droni che navigano il cielo sorvolandoci diventerà comune, in che modo sarà possibile prevenire e gestire gli ingorghi e le collisioni dei droni? Tenendo presente questo tipo di futuro, i ricercatori sostenuti dal progetto LABYRINTH, finanziato dall’UE, hanno progettato, integrato e analizzato una strategia di pianificazione dei percorsi e di prevenzione delle collisioni per sistemi multi-drone in ambienti tridimensionali. «L’obiettivo principale del progetto consiste nell’integrazione di un determinato livello di automazione, affinché un operatore possa controllare una piccola flotta di un massimo di dieci droni da un’unica stazione a terra», spiega Luis E. Moreno dell’Università Carlos III di Madrid (UC3M), sede che coordina il progetto, in un articolo pubblicato sul sito web «Space War». «L’idea è che l’operatore indica la missione da intraprendere, ad esempio il monitoraggio del traffico in una zona particolare, e il sistema la converte in automatico in una serie di percorsi che ciascun drone deve seguire, calcolando automaticamente percorsi alternativi quando necessario.»
Zone, percorsi e limitazioni del traffico
Per sviluppare la strategia di pianificazione dei percorsi e di prevenzione delle collisioni per sciami di droni, il gruppo di ricercatori ha iniziato con la progettazione di un modello tridimensionale che simula l’ambiente urbano in cui hanno stabilito due aree di decollo e atterraggio. Successivamente, è stato comandato ai droni di effettuare missioni di uscita e ritorno con punti di arrivo e di partenza scelti casualmente. Il calcolo di percorsi ottimali e senza inconvenienti per i veicoli, in termini di distanza e tempo, tramite un algoritmo di pianificazione denominato «Fast Marching Square» ha permesso la facile incorporazione di ulteriori limitazioni del traffico. Tali limitazioni comprendevano la creazione di voli a diverse altitudini per garantire una determinata distanza di sicurezza tra droni e la gestione speciale del traffico in zone vicine alle aree di decollo e atterraggio e in prossimità dei punti bersaglio della missione. I controlli della distanza per il rilevamento di conflitti e la verifica della velocità basata sulle priorità sono stati utilizzati per gestire i conflitti impossibili da risolvere mediante tali misure. Lo studio del progetto LABYRINTH (UNMANNED TRAFFIC MANAGEMENT 4D PATH PLANNING TECHNOLOGIES FOR DRONE SWARM TO ENHANCE SAFETY AND SECURITY IN TRANSPORT) è stato pubblicato sulla rivista «Sensors». La strategia descritta è in fase di sviluppo nell’ambito di U-space, un nuovo sistema concepito a sostegno dell’accesso sicuro, efficiente e certo allo spazio aereo da parte di una folta schiera di droni. L’obiettivo è la creazione delle condizioni richieste per il funzionamento sicuro di velivoli con e senza pilota e per la prevenzione delle collisioni tra droni e altri velivoli. Francisco Valera, sempre dell’UC3M, osserva: «I controllori di volo si avvalgono della gestione del traffico aereo per controllare in modo sicuro il traffico dei velivoli commerciali. Allo stesso modo, si dimostra fondamentale la realizzazione di un sistema di gestione del traffico senza pilota che permette ai droni di condividere lo spazio aereo con altri droni e velivoli.» Per ulteriori informazioni, consultare: sito web del progetto LABYRINTH
Parole chiave
LABYRINTH, drone, sciame di droni, traffico, trasporto, velivolo, prevenzione delle collisioni
