Incontra le vorticose macchine volanti del futuro

Quando sentite la parola "drone", probabilmente penserete o a qualcosa di molto inutile o davvero spaventosa. Possono tuttavia avere una componente estetica? L'esperto di sistemi autonomi Raffaello D'Andrea sviluppa aeromobili e i suoi ultimi progetti stanno spingendo oltre i limiti del volo autonomo - dall'ala volante che può rimanere in stallo e riprendersi da una turbolenza ad un otto-eliche che si orienta in modo ambivalente ... fino ad uno sciame di minuscoli micro quadricotteri coordinati. Preparatevi ad una varietà vorticosa e sognante di macchine volanti che danzano come lucciole sul palco di TED.

Nata come piattaforma per amatori

sta puntando a divenire
una industria multimilionaria.

Ispezioni, monitoraggio ambientale,

fotografia, film e giornalismo:

sono solo alcune possibili applicazioni
per i droni,

le cui funzionalità sono

in fase di sviluppo

in tutti i centri di ricerca del mondo.

Ad esempio, prima che le consegne aeree

entrassero nella nostra
coscienza sociale,

una flotta autonoma di macchine voltanti

ha costruito una torre alta sei metri

composta di 1.500 mattoni

di fronte ad una platea di persone
al FRAC Centre in Francia,

e qualche anno fa

sono passati alle corde.

Una volta legati gli aeromobili,

possono raggiungere alte velocità

e accelerazione in spazi molto piccoli.

Possono costruire in modo autonomo

strutture tessili.

Sanno inoltre come trasportare carichi,

come reagire alla confusione

e, in generale, come interagire
con il mondo esterno.

Oggi voglio mostrarvi alcuni

nuovi progetti sui cui stiamo lavorando.

Il loro scopo è di spostare i limiti
nel campo del volo autonomo.

Perché un sistema funzioni
autonomamente,

deve conoscere grosso modo la posizione

dei suoi oggetti mobili nello spazio.

Nel nostro laboratorio all'ETH di Zurigo

usiamo spesso telecamere esterne

per localizzare oggetti,

che ci aiutano a focalizzare gli sforzi

sul rapido sviluppo

di attività altamente dinamiche.

Per le demo che vedremo oggi, tuttavia,

useremo un nuovo sistema di localizzazione

sviluppata dai Verity Studios,

un ramo del nostro laboratorio.

Non ci sono telecamere esterne.

Ogni aeromobile usa dei sensori

per determinare la propria posizione

e una computazione di bordo

per indicare quale azione compiere.

Gli unici comandi esterni

sono ad alto livello

come "decolla" e "atterra".

Questo è un cosiddetto posacoda.

Un velivolo che prova

a prendere due piccioni con una fava.

Come altri velivoli con ali fisse,

è efficiente nei voli orizzontali,

molto più degli elicotteri

e delle sue varianti.

A differenza di molti

velivoli con ali fisse,

è in grado di stazionare in aria,

cosa che porta vantaggi

nel decollo, nell'atterraggio

e nella versatilità in generale.

Purtroppo ogni cosa ha il suo prezzo.

Un limite dei posacoda

è che sono suscettibili

a turbolenze come le folate di vento.

Stiamo sviluppando algoritmi

e nuove architetture di controllo

rivolte a questi limiti.

L'idea è che l'aeromobile recuperi

qualunque stato nel quale si trovi

e attraverso la pratica,

migliorare le sue prestazioni nel tempo.

(Applausi)

Ok.

Nel fare ricerca,

spesso ci interroghiamo su

fondamentali problemi astratti

che puntano al nòcciolo della questione.

Ad esempio, uno di questi potrebbe essere,

qual è il numero minimo
di elementi mobili

necessari al volo controllato?

Ci sono ragioni pratiche

per voler sapere
la risposta a questa domanda.

Gli elicotteri, per esempio,

sono amorevolmente noti come
macchine con migliaia di parti mobili

tutte cospirando per causarti danni fisici.

Venne fuori che decenni fa,

i piloti esperti erano capaci di guidare

velivoli con controllo remoto

che avevano solo due elementi mobili:

un'elica e il timone della coda.

Di recente abbiamo scoperto

che può essere fatto con solo.

Questo è un monorotore,

l'aeromobile remoto dalla meccanica
più semplice del mondo,

è stato ideato pochi mesi fa.

È dotato di una sola parte mobile, l'elica

Non ha alette, né cerniere, né alettoni,
né altri attuatori

o altre superfici di controllo,

giusto una semplice elica.

Sebbene sia meccanicamente semplice,

lavorano un sacco di cose

nel suo piccolo cervello elettronico

che lo fanno volare in modo stabile

e di muoversi come vuole nello spazio.

Ad ogni modo, non ha ancora

i sofisticati algoritmi
del posacoda,

il che significa che
per farlo volare,

lo devo lanciare nel modo giusto.

E poiché la probabilità che io
lo lanci in modo perfetto è molto bassa,

dato che mi tutti mi guardate,

ciò che farò invece
è mostrarvi un video

che abbiamo girato ieri sera.

(Risate)

(Applausi)

Se il monorotore

è un invito alla frugalità,

questo velivolo, l'omnicottero,

con le sue otto eliche,

è un invito all'eccesso.

Che ne facciamo di tutto questo surplus?

Una cosa da notare

è che è estremamente simmetrico.

Ne risulta che può orientarsi

in modo ambivalente.

Questo gli dà una straordinaria abilità.

Può muoversi ovunque voglia

indipendentemente da dove stia andando

o di come stia ruotando.

Ha le sue complessità,

dovendo far fronte ai flussi

che interagiscono
dalle sue otto eliche.

Alcuni possono essere modulati,

mentre il resto può essere appreso in volo

Diamo un'occhiata.

(Applausi)

Se gli aeromobili entreranno

nella nostra vita quotidiana,

dovranno divenire

estremamente sicuri ed affidabili.

Questa macchina qui è formata in realtà
da due macchine diverse.

Questo gira in senso orario.

Quest'altro lo fa
in senso anti orario.

Quando si uniscono,

si comportano come
un quadricottero ad alte prestazioni.

Se qualcosa va storto --

un motore si rompe, un'elica si ferma,

l'elettronica o le batterie vengono meno--

la macchina continua a volare,

anche se in modo meno elegante.

Ora ve lo dimostrerò

andando a disattivare una delle sue parti.

(Applausi)

Quest'ultima dimostrazione

è una ricerca sugli sciami sintetici.

Un gran numero di entità

autonome e coordinate,

offrono una nuova gamma

di espressioni estetiche.

Abbiamo preso dei micro quadricotteri

disponibili in commercio,

ciascuno pesava meno

di una fetta di pane,

e li abbiamo dotati

dei nostri sistemi di localizzazione

algoritmi personalizzati.

Poiché ogni unità

sa dove si trova nello spazio

e si autoregola,

non c'è davvero limite al loro numero.

(Applausi)

(Applausi)

(Applausi)

Spero che queste dimostrazioni

vi spingeranno ad inventare

nuovi rivoluzionari ruoli

per le macchine volanti.

Quell'Ultra-safe laggiù, per esempio,

nutre il sogno di divenire

un paralume volante a Broadway.

(Risate)

La realtà è che è
difficile prevedere

l'impatto di questa nascente tecnologia.

E per gente come noi, il vero premio

è il percorso e l'atto di creazione.

È un continuo ricordarci

quanto sia meraviglioso e magico

l'universo nel quale viviamo,

che permette a creature creative e argute

di scolpirlo in modi tanto spettacolari.

Che questa tecnologia

abbia un enorme potenziale

commerciale ed economico

è solo la punta dell'iceberg.

Grazie.

(Applausi)