Droni senza collisioni: il MIT sviluppa il sistema SANDO
Il MIT ha sviluppato SANDO, un sistema di navigazione autonoma che permette ai droni di pianificare rotte in ambienti sconosciuti, evitando ostacoli anche quando si muovono in modo imprevedibile. La novità è una garanzia matematica di assenza di collisioni, valida entro le ipotesi del modello: un passo importante per i robot impiegati nei soccorsi e nelle operazioni più rischiose.
La ricerca, pubblicata su IEEE Transactions on Robotics, affronta una difficoltà concreta: un drone può trovare un percorso libero e scoprire pochi istanti dopo che una persona, un veicolo o un detrito lo ha attraversato. SANDO non si limita a osservare dove si trovano gli ostacoli, ma calcola anche dove potrebbero arrivare nel tempo.
Come funziona il sistema SANDO
Il software costruisce un corridoio sicuro nello spazio tridimensionale, formato da regioni collegate che il drone può attraversare. La differenza rispetto ai pianificatori tradizionali è l’integrazione del tempo: la traiettoria viene verificata non soltanto rispetto agli ostacoli presenti, ma anche alle loro possibili posizioni future.
Per ogni ostacolo mobile il sistema considera una sfera che rappresenta lo spazio raggiungibile nell’intervallo previsto, usando un limite massimo di velocità. Il percorso viene calcolato evitando queste regioni di rischio. Non è quindi necessario conoscere in anticipo l’esatta direzione di ogni oggetto, né disporre di una mappa completa dell’ambiente.
La garanzia dipende comunque dal rispetto delle ipotesi matematiche e dei limiti di movimento considerati: non equivale a promettere che qualunque drone, in qualsiasi situazione reale o in presenza di guasti, non possa mai scontrarsi.
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Rotte aggiornate durante il volo e test reali
Per rendere la navigazione efficiente, SANDO utilizza anche una rappresentazione delle aree con maggiore concentrazione di ostacoli, simile a una mappa di calore. Il pianificatore privilegia così percorsi meno rischiosi e ottimizza la velocità con cui raggiungere la destinazione.
Durante il volo, il corridoio e la traiettoria vengono aggiornati quando cambia lo scenario. I ricercatori hanno inoltre semplificato parte dei calcoli affinché il sistema possa funzionare rapidamente sul computer di bordo, senza dipendere necessariamente da elaborazioni remote.
Nei 12 voli di prova effettuati con un drone reale, il sistema ha evitato tutti gli ostacoli dinamici. Nelle simulazioni ha raggiunto l’obiettivo più rapidamente rispetto a diversi metodi avanzati di riferimento, senza collisioni negli ambienti esaminati. Si tratta di risultati promettenti, ma circoscritti alle condizioni sperimentali.
Dai soccorsi agli incendi: le applicazioni possibili
Una navigazione autonoma più affidabile potrebbe essere utile in incendi boschivi, edifici crollati, miniere e aree urbane congestionate. In questi contesti, rami che cadono, macerie e altri mezzi in movimento possono modificare continuamente le condizioni di volo.
Il team guidato dal ricercatore Kota Kondo punta ora a migliorare ulteriormente l’efficienza dei calcoli e a integrare SANDO con modelli di apprendimento automatico. Tra gli obiettivi futuri c’è anche la possibilità di impartire istruzioni ai robot attraverso il linguaggio naturale.
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