I robot volanti chiamati droni sono stati utilizzati in un drammatico spettacolo di luci per le cerimonie di apertura delle Olimpiadi in Corea del Sud, eseguendo routine elaborate che gli umani avevano programmato in anticipo. Altri droni sono pilotati da telecomando, che vanno dalle versioni giocattolo a basso costo ai dispositivi sofisticati utilizzati nell'esercito.

In un laboratorio dell'Università della Pennsylvania, gli ingegneri ora hanno prodotto qualcos'altro:"sciami" di droni che possono navigare da soli.

Immagina una squadra di vigili del fuoco fuori da un edificio in fiamme, incapace di dire se qualche pavimento è crollato. Oppure immagina un incidente nucleare che è troppo pericoloso per gli umani da esaminare da vicino. In un futuro non troppo lontano, un gruppo di questi droni potrebbe invece occuparsi del lavoro, dicono gli ingegneri della Penn.

Tali dispositivi possono funzionare in gruppo per esplorare un'ampia area, acquisizione di immagini e altri dati che aiuterebbero i soccorritori a tracciare il passo successivo, da una distanza di sicurezza, ha affermato il leader del team Vijay Kumar, che è anche preside della scuola di ingegneria di Penn.

"I robot fondamentalmente parlano tra loro, " ha detto. "Ognuno di loro sa dove stanno andando. Possono utilizzare algoritmi di alto livello per distribuirsi in modi complessi per risolvere i compiti".

I dispositivi percepiscono l'ambiente circostante per mezzo di fotocamere integrate e "unità di misurazione inerziale, la stessa tecnologia utilizzata negli smartphone per rilevare quando lo schermo è inclinato in un modo o nell'altro. Anche il cervello del computer montato su ciascun drone proviene da uno smartphone, realizzato da Qualcomm". , che ha finanziato la ricerca insieme al Pentagono e alla National Science Foundation.

"È uno smartphone senza custodia, ", ha affermato il ricercatore della Penn Giuseppe Loianno.

Loianno ha affermato di non poter rivelare l'esatto totale del finanziamento per il progetto, ma è sicuro dire che è in milioni. Il laboratorio di robotica di Penn ha ricevuto altre sovvenzioni per progetti correlati con i droni, compreso un esborso di 27 milioni di dollari dal laboratorio di ricerca dell'esercito degli Stati Uniti.

Loianno e il collega Aaron Weinstein, che ha conseguito una laurea in ingegneria alla Penn nel 2017 e rimane parte del team, ha recentemente mostrato quattro dei robot volanti al Pennovation Center dell'università.

Utilizzando un computer portatile, Weinstein impartì una serie di comandi generali ai droni:formare una linea retta, un diamante, una diagonale, quindi lascia che la mente dell'alveare elettronico capisca il resto.

I quattro robot si alzarono come uno, le loro minuscole eliche giravano così veloci da produrre un ronzio musicale, una nota vicina a un fa diesis.

Collettivamente, determinarono chi di loro avrebbe occupato un determinato posto in ciascuna formazione, utilizzando un algoritmo per trovare il percorso più efficiente dal punto in cui i dispositivi erano stati in bilico immediatamente prima.

La ricerca, programmato per essere presentato in una conferenza entro la fine dell'anno, sta attirando l'attenzione. Un fan è Larry Matthies, un ricercatore senior presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA presso il California Institute of Technology.

"Il gruppo di Vijay è stato uno dei leader mondiali in questo settore, "disse Mattia, un esperto di visione artificiale che ha lavorato alle missioni Mars Exploration Rover e Pathfinder.

I droni sono stati realizzati da Qualcomm con sede a San Diego e personalizzati dal team Penn. Un grande punto di forza dei dispositivi è la loro precisione millimetrica.

I droni Intel utilizzati per la cerimonia delle Olimpiadi si sono affidati ai segnali GPS per fissare la loro posizione, una tecnologia che può essere raggiunta a pochi metri in qualsiasi direzione. Ma i droni Penn possono dire dove si trovano entro un pollice o giù di lì, hanno detto gli ingegneri. Weinstein, Loiano, e il collega Adam Cho non hanno esitato a posare per una foto mentre i dispositivi si libravano in formazione intorno alle loro teste.

E a differenza dei droni che si basano sui segnali satellitari, i droni Penn possono navigare all'interno.

La chiave sono le telecamere di bordo combinate con un software slick. Dato un punto di partenza noto, un drone mantiene una posizione fissa sulla sua posizione in base a come la vista della telecamera del terreno sottostante cambia da una frazione di secondo all'altra.

Funziona anche quando il quadro di riferimento della fotocamera è il disegno caotico sulle piastrelle del pavimento del Pennovation Center:un miscuglio di scarabocchi beige su uno sfondo grigio scuro, senza uno schema apparente.

L'edificio, nascosto in un'ansa dello Schuylkill in un quartiere di Filadelfia chiamato Forgotten Bottom, a cavallo tra ricerca e commercio, ospitando sia laboratori accademici che start-up. Qualcomm, la società wireless che ha contribuito a finanziare la ricerca sui droni di Kumar, ha anche progetti in corso lì.

Alcune funzionalità dei droni Penn sono ancora in fase di sviluppo, come il modo in cui memorizzerebbero le immagini e creerebbero una mappa di un ambiente sconosciuto. In caso di incidente nucleare, anche i droni dovrebbero far fronte alle radiazioni, che possono interferire con la comunicazione wireless.

Oltre a navigare da soli, i droni sono intercambiabili, in grado di adattarsi e assumere nuove responsabilità nel caso in cui i membri si rompano durante una missione.

A questo riguardo, Kumar ha detto, la loro performance è stata come quella dei campioni del Super Bowl Eagles, che ha spinto con successo una serie di giocatori di riserva in ruoli da protagonista.

"Stiamo guardando qualcosa che è intrinsecamente resiliente, " ha detto dei droni all'inizio di questo mese, ancora rauco per aver festeggiato a Broad Street la notte della grande vittoria. "Quel termine è usato anche per descrivere gli Eagles."

Dopotutto, la squadra di calcio è stata lodata in questa stagione per la sua difesa "brulicante".

Eppure, a differenza degli Eagles, i droni potrebbero essere prodotti per circa $ 1, 000 a testa, ha detto Kumar. Finora, il team Penn ha dimostrato sciami con un massimo di 12 droni, e Loianno ha detto che non c'è motivo per cui non possano fare 100.

©2018 The Philadelphia Inquirer
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