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UN DRONE PER LA VITA

I cambiamenti climatici stanno radicalmente modificando l’equilibrio delle stagioni e l’ecosistema in cui viviamo: le temperature sono in aumento, l’andamento delle precipitazioni sta variando e il livello medio del mare si sta innalzando a livello globale. Tutto ciò ha ingenerato una pluralità di concause che hanno provocato l’aumento di alcuni fenomeni atmosferici estremi quali alluvioni e uragani, talvolta con conseguenze drammatiche, sia per l’uomo, sia per le altre specie viventi, minacciate da cambiamenti climatici così repentini, che rendono difficili le possibilità di adattamento al nuovo ecosistema e incrementandone così l’eventualità d’estinzione.

L’uomo non sta solo cambiando il clima, ma ha anche introdotto nuovi inquinanti come le microplastiche. Queste sostanze stanno minacciando la biodiversità marina che produce gran parte del nostro cibo e circa la metà dell’ossigeno del nostro pianeta.

Per riuscire a mitigare questi effetti in modo efficace il mondo della ricerca ha la necessità di acquisire dati ambientali meteo-marini, rilevare gli inquinanti disciolti nelle acque e monitorare l’evoluzione dell’ecosistema.

Vogliamo monitorare proprio dove è più probabile che sia nata la vita per lasciare uno storico accurato ai ricercatori che li analizzeranno per cercare le migliori soluzioni.

Lavorando all’università insieme ad alcuni colleghi non abbiamo potuto fare a meno di chiederci cosa potessimo fare per contribuire alla ricerca di una soluzione al problema. Abbiamo formato un team di ricercatori ed ingegneri ed insieme abbiamo progettato e sviluppato un drone a vela ecologico a guida autonoma progettato per lunghe missioni anche con condizione avverse e dall’autonomia potenzialmente infinita.

Il veicolo è ecologico in quanto i sistemi di controllo dello stesso sono alimentati da energia solare e l’unico metodo di propulsione è il vento: caratteristica che evita il disturbo e gli effetti dannosi provocati da emissioni termiche, acustiche o elettromagnetiche; in caso di incidente il veicolo ha inoltre un impatto trascurabile in termini di inquinanti dispersi.

“Autonomo” significa che il veicolo è capace di pianificare e attuare tutte le decisioni necessarie per navigare e raggiungere l’obbiettivo, come utilizzare andature di bolina.

Il veicolo [ripetuto nella frase precedente] è stato progettato cercando di mantenere bassi i costi di produzione e dimensioni contenute per essere usato in grande quantità e in molte applicazioni differenti avendo la possibilità di coordinare una flotta di droni intelligenti che realizzano missioni di controllo coordinate.

Dal 2010 esiste una competizione per barche a guide autonoma che ha come obiettivo la traversata dell’Oceano Atlantico: The Microtransat Challenge; ad oggi ancora nessuno è riuscito nell’impresa, motivo per il quale qualcuno ha persino parlato di tale obbiettivo come dell’Everest della navigazione autonoma. Per dimostrare l’affidabilità e le capacità del veicolo da noi sviluppato vogliamo riuscire proprio in tale obbiettivo, e lo faremo seguendo la cosiddetta “rotta di Colombo”.

Il video della campagna è stato girato all’inizio del 2018 a Venezia, nei mesi successivi abbiamo introdotto il fiocco, sviluppato l’innovativo sistema di chiusura della vela e ottimizzato gli algoritmi di guida compatibilmente con la nuova configurazione.

Insieme possiamo cambiare il mondo

Quello che rende il nostro drone unico è la versatilità delle possibili applicazioni con le quali possiamo cambiare il pianeta. Anche tu puoi essere parte del nostro unico grande progetto. Anche un piccolo aiuto potrà portarci, insieme, ad ottenere grandi successi.

I fondi che stiamo cercando di raccogliere servono per completare la barca (mancano delle parti meccaniche in materiale tecnico e alcuni componenti elettronici), la spedizione a Las Palmas da dove salperà per raggiungere le Americhe e per la comunicazione satellitare necessaria per la ricezione della telemetria durante la traversata. 

Dati per tutti

Analizzando i dati ambientali, abbiamo riscontrato varie criticità nei metodi di storage e diffusione attuali. Non esiste infatti la possibilità di reperire i dati con un unico metodo. Questo costituisce un ostacolo per il mondo della ricerca e impedisce la previsione di eventi rilevanti.

Per garantire a tutti i dati di cui hanno bisogno vorremo creare una rete di monitoraggio basata sul concetto di rete distribuita, blockchain, dove anche altri sensori di terra possano contribuire al dataset certificato. Utilizzando la blockchain si avrebbe sempre a disposizione lo storico dei dati a meno di una corruzione improbabile di molti nodi della rete.

Ecco alcune applicazioni:

  • lanciare un’allerta meteo globale per avvertire popolazioni costiere in caso di tsunami o altri eventi estremi
  • possibilità di integrare tutti i dati per verificare l’effettivo cambiamento del clima
  • analisi delle aree con densità più alta di microplastiche ed inquinanti
  • valutazioni di diversi modelli di previsione meteo aumentandone l’affidabilità, in particolare quella delle previsioni di eventi singolari
  • ottimizzazione delle infrastrutture marine

La soluzione che proponiamo è costituita da 3 strati:

  1. Fisico: composto da droni e centraline metereologiche di terra.
  2. Infrastruttura: composto da una rete di nodi che compongono la blockChain.
  3. Interfaccia: composto da tutti i metodi di immissione e prelievo dei dati certificati presenti nella rete da parte degli enti.

Attualmente la tecnologia blockchain è pronta per recepire flussi di dati per l’IOT, se sei interessato ad aiutarci in questo ulteriore sviluppo del progetto contattaci.

Per concludere la barchetta magica è stata oggetto di pubblicazione su rivista ASME:
Pugi, L., Allotta, B., Boni, E., Guidi, F., Montagni, M., Massai, T. Integrated Design and Testing of an Anemometer for Autonomous Sail Drones (2018) Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Transactions of the ASME, 140 (5), art. no. 055001, .
DOI: 10.1115/1.4037840

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