Connettività per salvare vite nelle zone disastrate grazie a reti di droni
Garantire comunicazioni efficaci in situazioni di emergenza è fondamentale: una rete cellulare paralizzata a causa di un grave terremoto, ad esempio, può compromettere in modo significativo le operazioni di soccorso. «Possono volerci giorni, a seconda delle circostanze, per rimettere tutto in funzione», spiega il responsabile del progetto HERMES Prodromos Mekikis, che attualmente ricopre il ruolo di ricercatore presso l’unità di ricerca e tecnologia aziendale dell’azienda Hilti Group, in Liechtenstein.
Una rete di comunicazione funzionale grazie ai droni
Questo scenario ha fatto riflettere Mekikis e i suoi colleghi sull’utilità di poter dispiegare in modo flessibile, quando opportuno, flotte di droni. Dotati delle adeguate tecnologie di comunicazione, questi apparecchi potrebbero fornire ai soccorritori l’opportunità di utilizzare una rete comunicativa funzionale e vitale. Una soluzione del genere potrebbe essere implementata anche in zone rurali caratterizzate da una copertura debole, oppure in aree urbane densamente popolate, in caso di sovraccarico delle reti convenzionali. Con lo svolgimento del progetto HERMES, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, Mekikis si è proposto di dimostrare la fattibilità di questo concetto. Il progetto è stato coordinato da George Karagiannidis, docente presso l’Università Aristotele di Salonicco in Grecia. Mekikis ha dato inizio ai lavori identificando le sfide principali da superare. «Il primo ostacolo è rappresentato dalla connettività», afferma. «Bisogna essere in grado di garantire la connettività tra i droni, tra i droni e gli utenti e tra i droni e il back-end della rete.» Una seconda sfida dipende dall’energia: la durata delle batterie dei droni tende infatti a essere limitata, solitamente non superiore a un’ora, e aumentarne la quantità comporta un problema in termini di peso. Un’ultima difficoltà è costituita dalla gestione generale: per garantire una connettività ininterrotta, qualsiasi rete di droni deve funzionare senza interruzioni.
Integrare superfici intelligenti riconfigurabili
Il progetto ha concentrato l’attenzione sul potenziale insito nell’utilizzo di superfici intelligenti riconfigurabili, strutture programmabili che possono essere manipolate per controllare la riflessione delle onde elettromagnetiche. L’ipotesi di HERMES è che installandole nei droni sarebbe possibile contribuire a garantire la continuità della connettività cellulare. «Abbiamo iniziato effettuando analisi teoriche per confrontare le prestazioni delle superfici intelligenti riconfigurabili con altre tecnologie», osserva Mekikis. «Successivamente, abbiamo condotto alcuni esperimenti al fine di caratterizzare le prestazioni dei primi prototipi.» Per risolvere il problema dell’energia e assicurare una gestione perfetta della rete di droni, il progetto ha sviluppato un software automatizzato basato sulla teoria dei giochi e su algoritmi di ottimizzazione. «Abbiamo pensato a tutti i passaggi necessari per consentire un funzionamento sicuro ed efficiente, come l’individuazione dei droni che stanno per esaurire la propria batteria, il rilevamento delle stazioni di ricarica occupate e la determinazione delle aree in cui è presente la maggior domanda di copertura», spiega Mekikis. «Era necessario automatizzare tutti questi calcoli complessi.»
Una soluzione di comunicazione per le squadre di ricerca e soccorso
Le soluzioni proposte sono state poi integrate, per essere quindi collaudate in un ambiente simulato. Sebbene le sperimentazioni abbiano coinvolto una quantità limitata di droni rispetto a quelli necessari per mantenere le comunicazioni in una situazione di catastrofe reale, Mekikis è riuscito a dimostrare la fattibilità del sistema. «Abbiamo dimostrato che una rete di questo genere è fattibile» dichiara. «Ritengo che potrebbe essere molto utile per le squadre di ricerca e soccorso e, a mio parere, è questo il prossimo passo da compiere: coinvolgere gli utenti finali.» Questo progetto ha inoltre permesso a Mekikis di sviluppare il suo interesse per lo sfruttamento tecnologico a beneficio della società. «Nel corso della mia carriera, sono sempre andato alla ricerca di come utilizzare la tecnologia per garantire una maggiore sicurezza e cercare di salvare vite umane», aggiunge il ricercatore, che conclude: «Attualmente sto lavorando per scoprire come l’Internet delle cose (IoT) possa migliorare la sicurezza e la produttività all’interno dei cantieri, un obiettivo coerente con il mio precedente lavoro svolto nell’ambito del progetto HERMES.»
Parole chiave
HERMES, droni, superficie intelligente riconfigurabile, disastro, emergenza, comunicazione, elettromagnetico, cellulare
