ARCHE 2024 – Dimostratori di ricerca per l’aiuto futuro in caso di catastrofe
ARCHE significa «Advanced Robotic Capabilities for Hazardous Environments». Dal 1° al 5 luglio 2024 si è svolto l’evento già arrivato alla settima edizione e che, per la seconda volta, ha avuto luogo nel villaggio d’esercitazione militare di Epeisses, vicino ad Avully. Rispetto alla prima edizione di ARCHE, nel 2018, il numero di ricercatori è salito passando da 40 a 180.
Sarah Trösch, staff, settore di competenza Scienza e tecnologia
Sotto la direzione del Centro svizzero dei droni e della robotica (CSDR), appartenente ad armasuisse Scienza e tecnologia (S+T), e in collaborazione con la Formazione d’addestramento del genio/salvataggio/NBC e il Politecnico di Zurigo, i partecipanti di ARCHE testano l’idoneità di applicazione degli attuali sistemi svizzeri nel campo della robotica e dei droni per supportare l’esercito e le altre autorità con compiti di sicurezza nell’ambito dell’aiuto in caso di catastrofe.
L’evento ARCHE offre ai ricercatori la possibilità di testare i propri dimostratori di ricerca per la protezione dalle catastrofi in uno scenario reale, in alcuni casi per la prima volta. Finora, questi sistemi sono stati testati principalmente in laboratorio. Sul campo i ricercatori possono ora individuare gli aspetti che funzionano già bene ma anche gli ambiti nei quali occorre ancora migliorare i loro dimostratori oppure renderli più resistenti. Inoltre, possono anche capire quali sono gli strumenti necessari sul campo per reagire velocemente in caso di eventuali problemi del sistema. L’evento ARCHE riunisce la comunità di ricerca attiva nel settore della protezione dalle catastrofi e consente anche ai partecipanti di creare un collegamento con i servizi richiedenti, ossia l’Esercito svizzero e altre autorità con compiti di sicurezza.
Il confronto reciproco tra i ricercatori e i servizi richiedenti crea una situazione proficua per i soggetti coinvolti: da una parte, i servizi richiedenti possono mostrare ai ricercatori di cosa hanno bisogno, cosa ritengono interessante e quali sono gli aspetti in cui riscontrano delle difficoltà in relazione ai loro compiti rilevanti in materia di sicurezza; dall’altro, i servizi richiedenti ottengono una panoramica realistica della ricerca e scoprono quanto sono evoluti i sistemi nonché il livello di maturità della tecnologia attuale.
Di seguito presentiamo alcuni dimostratori di ricerca che sono stati testati per la prima volta sul campo dai relativi sviluppatori all’evento ARCHE.
Magnecko: un robot arrampicatore con piedi magnetici
Il robot arrampicatore Magnecko dovrà essere utilizzato in futuro per svolgere ispezioni alle pareti delle navi, ai ponti e alle travature metalliche. Magnecko è in grado di scoprire se un’opera di costruzione presenta crepe o ruggine o se una vite è allentata. Lo scopo del robot è dunque soprattutto la prevenzione: deve individuare eventuali problemi all’infrastruttura prima che si verifichino catastrofi di portata maggiore. Dietro allo sviluppo del robot c’è un team di studenti del Politecnico di Zurigo.
La particolarità di Magnecko è che i magneti integrati nel robot restano accesi anche senza elettricità: ciò significa che continuano a funzionare anche in caso di interruzione di corrente. Magnecko è stato testato per la prima volta in un ambiente reale. La prossima fase prevede la realizzazione di un secondo prototipo migliorato grazie alle informazioni raccolte nell’ambito delle prove svolte durante l’evento ARCHE.
Leva, il robot per il sollevamento di carichi
Anche Leva, un robot in grado di sollevare carichi, è un progetto di studenti del Politecnico di Zurigo. Leva è specializzato nel sollevamento autonomo da terra e nel trasporto di contenitori Euro fino a 85 kg che, tra le altre cose, vengono utilizzati anche dall’esercito. Pertanto, può aiutare le persone nel trasporto di carichi, soprattutto nel settore logistico. Leva è addirittura in grado di salire le scale. Ad esempio, in futuro i materiali per il pronto soccorso o i congegni di recupero potranno essere trasportati da Leva. La prossima fase prevede che il robot si muova in modo più autonomo e possa caricare i contenitori in maniera indipendente.
Aithon: il drone con le ventose per l’ispezione dei ponti
Il drone Aithon, sviluppato da un team del Politecnico di Zurigo, mira a rivoluzionare l’edilizia del futuro. A causa del movimento, in volo un drone non riesce a individuare in modo preciso eventuali crepe, ad esempio sui ponti. Per questo occorre un drone che sia in grado di attaccarsi all’opera di costruzione. A tal fine, i ricercatori di Aithon Robotics hanno sviluppato un drone dotato di ventose: grazie a ciò, è anche possibile utilizzare gli attrezzi in quota in modo preciso con il drone.
Esempi di tali sensori sono un radar capace di verificare la presenza di umidità nel cemento e un trapano comune in grado di praticare fori per installazioni, per montare ad esempio un sensore che misuri le vibrazioni mentre un veicolo passa sul ponte. Una carotatrice può essere inoltre impiegata nell’ambito di azioni di salvataggio per garantire l’accesso nelle macerie ai robot per le ispezioni o alle truppe di salvataggio. Oltre a ciò, può servire anche per il prelievo di campioni di roccia.
Il drone dovrà essere utilizzato per le ispezioni delle più disparate opere di costruzione, oltre che per i ponti anche per dighe e tunnel. Grazie al drone, le opere di costruzione già divenute obsolete verranno ispezionate in sicurezza. In tal modo, potranno essere apportati miglioramenti preventivi che garantiranno una maggiore sicurezza ed eviteranno la completa chiusura delle opere di costruzione.
FLIFO e boarAI
Il progetto congiunto della Scuola universitaria professionale dei Grigioni e della Ostschweizer Fachhochschule (Scuola universitaria professionale della Svizzera orientale) è un robot di nome boarAI, il cui obiettivo è fornire supporto nel riconoscimento delle sostanze tossiche negli edifici. Con l’aiuto delle coordinate GPS, il robot è in grado di spostarsi autonomamente e dispone di un sensore LiDAR, grazie al quale può evitare gli ostacoli. Il robot presenta a bordo anche dei sensori per il rilevamento delle sostanze pericolose, ad esempio le radiazioni nucleari, o per l’individuazione delle radiazioni gassose, ossia delle sostanze tossiche.
Sul computer dei ricercatori si vede una mappa dei materiali pericolosi ottenuta con i dati che vengono inviati dal boarIA e da entrambi i droni, attrezzati con gli stessi sensori.
La prossima fase di sviluppo prevede la realizzazione di una strategia di ricerca intelligente basata su algoritmi di IA che renda possibile l’esplorazione autonoma di una determinata area da parte dei droni e del robot. In tal modo, la fonte di pericolo potrebbe essere individuata ancora più velocemente.
Un altro progetto della Scuola universitaria professionale dei Grigioni si chiama FLIFO e si tratta di un altro drone che è stato esposto per la prima volta quest’anno all’evento ARCHE. Dietro al relativo sviluppo abbiamo la seguente presentazione del problema: più sono grandi le eliche di un drone, maggiore è la sua efficienza ma il drone non riuscirà più a passare attraverso piccole fessure o finestre. La soluzione è rappresentata dal drone FLIFO. La sua particolarità è che può modificare la sua forma chiudendo le braccia: così facendo, risulta sì inefficiente per un breve periodo, ma è grande solo la metà rispetto a quando è aperto. In tal modo, in futuro il drone potrebbe volare tra le macerie degli edifici e fornire supporto nelle operazioni di localizzazione delle persone.
Arrivederci alla prossima edizione dell’evento ARCHE
armasuisse Scienza e tecnologia ringrazia per l’interessante evento ARCHE 2024 e non vede l’ora di partecipare alla prossima edizione nel 2025.