Il valore dei dati da drone in ambienti outdoor e indoor

Sempre più aziende utilizzano dati provenienti da fonti diverse, come la tecnologia dei droni, per prendere decisioni più informate (processi data-driven). Anche nella Drone Strategy 2.0 europea¹, piano programmatico redatto e pubblicato il 29 novembre 2022 dalla Commissione Europea per favorire lo sviluppo del settore dei droni a livello europeo, i droni sono definiti strumenti quotidiani (daily tools) impiegati in un numero sempre maggiore di settori che basano le proprie attività sui dati (data-intensive demanding economic sectors).

Quando si parla di tecnologie di raccolta dati, droni compresi, è altrettanto importante definire le modalità di raccolta impiegate², gli strumenti d’integrazione ed elaborazione delle diverse tipologie di dati acquisiti³, nonché le finalità di utilizzo.

Proprio il tema della raccolta, integrazione e utilizzo dei dati da drone, anche in sinergia con quelli provenienti da altre tecnologie, è stato oggetto del Workshop del 30 novembre dell’edizione 2022/2023 dell’Osservatorio Droni e Mobilità Aerea Avanzata del Politecnico di Milano, durante il quale la Community di aziende partecipanti ha condiviso le proprie esperienze aziendali in tavoli di lavoro.

DRONI: RACCOLTA, ELABORAZIONE E UTILIZZO DEI DATI

Grazie alla tecnologia dei droni è possibile acquisire diverse tipologie di dati⁴ in funzione della specifica esigenza e in virtù della specifica categoria di payload⁵ integrato alla macchina. Una volta raccolti, i dati da drone necessitano di essere elaborati al fine di estrapolare informazioni azionabili (actionable information) utili alla presa di decisioni e alla programmazione di azioni.

L’Osservatorio Droni e Mobilità Aerea Avanzata ha censito a livello internazionale 93 imprese sviluppatrici di software per l’elaborazione dei dati raccolti con droni (il 40% è localizzato in Europa). Questa tipologia di software, nella maggior parte dei casi, rappresenta uno strumento fondamentale all’interno del processo di gestione del dato .
I software prodotti dalle imprese censite consentono l’elaborazione e analisi dei dati in tempo reale durante la fase di raccolta dati, oppure ex-post a rilevazione conclusa. A fare la differenza non è però solo il timing di processamento ma anche la presenza o meno dell’Intelligenza Artificiale (IA) a supporto del processo di analisi⁷.

DRONI E SATELLITI: UN ESEMPIO DI INTEGRAZIONE SINERGICA

Poiché i dati da drone sono utili alle aziende per il livello di dettaglio che riescono a garantire e la varietà di applicazioni per cui possono essere impiegati, la recente tendenza è la costituzione di un vero e proprio patrimonio di dati attraverso il ricorso a un sistema di raccolta avanzato che integra sinergicamente più tecnologie (droni aerei, satelliti, droni terrestri o rover, sensori IoT da terra, ecc.). E infatti, dal momento che tecnologia droni e tecnologia satellitare stanno diventando un binomio sempre più essenziale per la Earth Observation⁸ (o il Remote sensing⁹ ), durante il Workshop sono state approfondite le potenzialità, le criticità e i trend derivanti dalla loro integrazione.

Se le opportunità e i principali ambiti di sviluppo della Space Economy¹⁰, illustrati nel corso dell’evento da Angelo Cavallo, direttore dell’Osservatorio Space Economy del Politecnico di Milano, sono maggiormente noti, risultano ancora poco indagati i benefici ottenibili dall’integrazione droni-satelliti, per la cui comprensione e formalizzazione serve ancora tempo. Il loro utilizzo congiunto consente di acquisire una maggiore quantità di dati, rispondere a esigenze complementari e confrontare dati rilevati in tempi diversi¹¹. Evidenzia però diverse necessità: rendere coerenti i dati acquisiti con le due tecnologie¹², tener conto della programmazione limitata delle riprese¹³ (soprattutto per la tecnologia satellitare), formare e dedicare persone all’elaborazione dei dati¹⁴, predisporre infrastrutture per la raccolta e l’integrazione dei dati provenienti dalle due fonti.

Attualmente l’utilizzo integrato delle due tecnologie è in una fase prevalentemente sperimentale, ma diversi sono i progetti più consolidati che hanno richiesto alle aziende di rivedere i precedenti processi aziendali o di costruirne di nuovi. Laura Esposito, Responsabile dell’unità organizzativa delle soluzioni RPAS (Remotely Piloted Aircraft System) di Telespazio, ha condiviso le progettualità messe in campo dall’azienda su due diversi stream:

• soluzioni per i droni che ne abilitano l’integrazione nello spazio aereo (Progetti URANO e ICARUS)
• soluzioni con i droni che ne valorizzano il ruolo di strumenti di acquisizione di informazioni utili per molteplici end-users attraverso l’integrazione del dato da drone col dato satellitare (ad es. nel settore dell’agricoltura per il controllo dello stato di salute delle colture o nel monitoraggio delle infrastrutture per l’identificazione di movimenti tellurici nel tempo e di interferenze vegetative o antropiche¹⁵)

DRONI IN AMBIENTI INDOOR

Il drone viene generalmente utilizzato in ambiente outdoor (in agricoltura, nel settore edilizia e infrastrutture, a scopo di salvaguardia ambientale, per la logistica ecc). Eppure, nonostante siano meno numerose, anche le applicazioni indoor¹⁶, all’interno di spazi chiusi o confinati, rappresentano un banco di prova per le potenzialità di questa tecnologia.

Adam Mari, Sales Development Representative di Flyability, ha descritto le innovative soluzioni tecnologiche messe in campo per questo specifico tipo di applicazioni e i principali contesti di utilizzo, dal momento che gli ambienti di operazione indoor sono altamente pericolosi¹⁷, tendenzialmente bui o scarsamente illuminati, molto polverosi e con segnale di localizzazione GPS debole o assente. Un vantaggio di non poco conto, però, è che per i voli indoor non è necessario rispettare la normativa stringente prevista per i voli in spazi aerei aperti.

IL FUTURO È LA RACCOLTA MULTI-TECNOLOGICA

I tavoli di lavoro a cui hanno partecipato le aziende¹⁸ hanno permesso ai diversi attori di consolidare e confrontarsi sui temi discussi durante la parte frontale del Workshop. È emerso, infatti, che i dati raccolti provengono quasi sempre da più tecnologie (raccolta multi-tecnologica) di proprietà delle aziende (raccolta insourcing) e che la raccolta con voli BVLOS (Beyond Visual Line Of Sight)¹⁹ è ancora sperimentale, visti i limiti normativi associati a questa modalità di volo. Allo stato tecnologico attuale il processing del dato avviene, eccetto rari casi, solo al termine del processo di raccolta, anziché real time, mentre la predisposizione di piattaforme per l’archiviazione e la classificazione di dati, anche multi-sorgente, è stata già avviata da diverse aziende.

¹“A Drone Strategy 2.0 for a Smart and Sustainable Unmanned Aircraft Eco-System in Europe”, documento scaricabile al link ufficiale
²Le modalità di raccolta dati possono essere molteplici: automatizzate, supportate da software ad hoc, online, offline ecc
³Le aziende data-driven non solo hanno interesse ad aumentare la loro disponibilità di dati, ma anche a diversificare la natura degli stessi. Relativamente ad aziende che utilizzano i dati raccolti con droni aerei, si rilevano casi in cui queste tendono ad integrarli con dati provenienti da altre fonti (ad es. socio-economici, topografici, metereologici).
⁴Con i droni è possibile acquisire dati visivi, LiDAR, fotogrammetrici, termici, ecc.
⁵Col termine payload si intende un componente aggiuntivo del drone che ne aumenta le potenzialità e lo rende una tecnologia duttile (ad es. laser scanner, rilevatore di suoni/gas/radiazioni, camera termica o multi/iperspettrale, camera RGB, lettore ottico).
⁶Il processo di gestione del dato è generalmente definito da diverse fasi: acquisizione, selezione, archiviazione, trasformazione/modifica, fusione (con altri dati), elaborazione e analisi.
⁷L’Osservatorio Droni e Mobilità Aerea Avanzata ha presentato, durante il Workshop, dettagliati esempi dei possibili ruoli svolti dall’IA durante la fase di elaborazione dei dati e i principali settori di utilizzo.
⁸Per ulteriori approfondimenti Cfr. “Le caratteristiche e le opportunità dell’Earth Observation” pubblicato sul blog degli Osservatori Digital Innovation al link
⁹Con il termine Remote Sensing (Telerilevamento) si fa riferimento a “misure effettuate mediante sistemi non in contatto con l’oggetto o il fenomeno da rilevare. Gli strumenti di misura possono essere sistemati su aeromobili, veicoli spaziali (sonde o satelliti), aerostati e navi, ma anche su stazioni a terra” (fonte: ARPA Veneto).
¹⁰La Space Economy è la catena del valore che, partendo dalla ricerca, sviluppo e realizzazione delle infrastrutture spaziali abilitanti (upstream) genera prodotti e servizi innovativi a valore aggiunto basati sullo spazio (downstream), come per esempio i servizi di telecomunicazione di navigazione e di osservazione della terra, per organizzazioni private e pubbliche (end-users) (MISE, 2016; OECD, 2019).
¹¹In caso di disastri ambientali o incidenti (incendi, terremoti, crolli di infrastrutture) i Vigili del Fuoco confrontano le immagini satellitari storiche pre-evento (ad es. terremoto) con quelle rilevate con drone post-evento al fine di ricostruire lo scenario di danno e ottimizzare le modalità di intervento.
¹²Per un loro efficace utilizzo, le immagini da drone e da satellite, che differiscono per scala, risoluzione, livello di dettaglio e dimensione, necessitano di essere rese confrontabili.
¹³Per una rilevazione ottimale con drone è importante l’assenza di pioggia o vento, mentre per quella con satellite è fondamentale la combinazione tra passaggio satellitare sul punto di interesse e condizioni metereologiche ottimali (assenza di foschia o nuvolosità).
¹⁴Una maggiore automazione tramite IA aiuterebbe a ridurre i tempi di disponibilità di informazioni utili alla presa di decisioni.
¹⁵Per il monitoraggio di movimenti tellurici nel tempo vengono confrontate più riprese satellitari storiche, mentre per l’individuazione di interferenze vegetative o antropiche (ad es. cantieri non dichiarati) che possono danneggiare o impedire il funzionamento efficace delle infrastrutture (di trasmissione dell’energia elettrica) occorrono riprese di dettaglio con drone.
¹⁶L’Osservatorio ha identificato solo 24 casi globali di applicazione indoor della tecnologia droni (ad es. per ispezionare gli interni di impianti produttivi, efficientare l’inventario di magazzino o sanificare luoghi pubblici).
¹⁷Soprattutto in caso di ispezioni interne a silos, serbatoi, cisterne, camere di combustione, sono frequenti condizioni di assenza di ossigeno, presenza di gas tossici, polveri nocive, acidi, temperature estreme.
¹⁸Hanno partecipato ai tavoli aziende della domanda appartenenti al settore Utility, aziende produttrici di tecnologia, integratori di servizi ed enti pubblici: ANT-X, Areti, e-GEOS, Flowdron, Immodrone, RINA, SEA Milan Airports, Snam, Telespazio, Terna, TIM, Vigili del Fuoco.
¹⁹Per voli BVLOS si intendono operazioni condotte a una distanza che non consente al pilota remoto di rimanere in contatto visivo diretto e costante con il mezzo aereo, che non consente di gestire il volo, mantenere le separazioni ed evitare collisioni (fonte: regolamento ENAC).