Il mondo sta affrontando importanti sfide ambientali e complesse richieste di infrastrutture ed ecosistemi naturali. Per rispondere a queste sfide, sono necessarie soluzioni valide, certificate e controllate. La robotica può svolgere un ruolo cruciale nell'affrontare queste sfide. Ecco perché il DroneHub nell'edificio di ricerca e innovazione NEST dell'Empa offre una struttura unica in cui i ricercatori possono testare nuovi droni bio-ispirati e tecnologie robotiche in grado di vivere autonomamente in natura, raccogliere dati di alta qualità ed eseguire azioni di ripristino nell'ambiente costruito. Sviluppata in collaborazione con l'Imperial College di Londra, l'unità è guidata da Mirko Kovac, che ha lanciato la partnership Imperial-Empa nel 2019 come professore di "Aerial Robotics" all'Imperial College e direttore del "Imperial Centre of Excellence in Infrastructure Robotics Ecosystems". In futuro, il DroneHub sosterrà la nuova Cattedra congiunta Kovac in Robotica della sostenibilità tra l'Empa e l'EPFL e sarà una struttura fondamentale per il proseguimento della partnership con l'Imperial College. "L'apertura di questa nuova piattaforma di ricerca al NEST non è solo una pietra miliare per la ricerca sui droni, ma anche una forte testimonianza dell'importanza delle collaborazioni di ricerca, come la partnership tra l'Empa e l'Imperial College di Londra, che estenderemo formalmente durante la cerimonia di apertura", ha dichiarato Tanja Zimmermann, direttore dell'Empa. Il DroneHub è stato progettato specificamente per rappresentare una varietà di ambienti di prova per la convalida di robot simili alla vita per la riparazione di infrastrutture, il monitoraggio ambientale e la gestione autonoma degli ecosistemi.

I robot volanti salgono in cielo: dalle infrastrutture alla natura

"La robotica potrebbe ridefinire le pratiche di manutenzione, ispezione e restauro negli ambienti costruiti, affrontando le sfide critiche della protezione della biodiversità e della mitigazione dei cambiamenti climatici, riducendo al contempo i rischi umani e i costi operativi", afferma Mirko Kovac. "La nostra visione è quella di consentire ai droni di agire come un sistema immunitario per l'ambiente, in grado di svolgere compiti di alta precisione come la riparazione di crepe nelle strutture o il ripristino dell'ambiente in modo autonomo". Il DroneHub presenta tre elementi innovativi: una zona verticale di fabbricazione additiva aerea per testare le capacità di riparazione delle infrastrutture da parte dei droni, un ambiente biosferico per la ricerca ecologica a lungo termine e una facciata di un edificio per testare come i droni possano essere sistemi domestici e agire come sistema immunitario dell'edificio.

Innovazione aerea per il settore edilizio

La zona verticale di produzione additiva aerea di DroneHub comprende una parete con elementi di superficie intercambiabili, che consentono ai droni di eseguire operazioni di riparazione con stampa 3D su una varietà di materiali, permettendo al contempo la caratterizzazione dettagliata, la valutazione e l'ottimizzazione della tecnologia di stampa. Una caratteristica unica di questo spazio è che si trova all'aperto, all'interno di una struttura edilizia, consentendo ai droni di operare a diverse altezze e distanze dalle superfici in condizioni adattabili e reali. Questa configurazione offre un ambiente ideale per convalidare le prestazioni del sistema in scenari realistici, compresa l'esposizione al vento, alle turbolenze e agli effetti del terreno.

Tecnologia ispirata alla natura per proteggere la natura

La Biosfera per il rilevamento ambientale consentirà ai robot di operare in modo autonomo, utilizzando materiali biodegradabili per testare nuove piattaforme robotiche. I robot bio-ispirati saranno in grado di volare in aria, arrampicarsi o muoversi sul terreno per raccogliere dati importanti utilizzando sensori avanzati. Ciò che rende la biosfera veramente innovativa è la sua attenzione ai materiali sostenibili e alla possibilità di fornire un banco di prova per i sensori e il monitoraggio della biodiversità. L'accento è posto sui robot realizzati con materiali biodegradabili, che vengono testati per vedere come si degradano nel tempo. In questo modo si garantisce che, una volta completato il loro compito, i robot non danneggino l'ambiente. Inoltre, una parte della biosfera viene utilizzata come serra per la coltivazione di robot bio-ibridi, ossia robot che combinano piante viventi o altri materiali organici con la tecnologia robotica.

Un sistema immunitario per l'ambiente costruito e naturale

La facciata DroneHub è stata progettata per mostrare come i robot possano essere integrati nell'edificio stesso e funzionare come sistema immunitario, fornendo capacità autonome di raccolta dati e interazione. Presenta componenti modulari che possono essere intercambiati, consentendo nuove innovazioni nella collaborazione tra robot, edifici ed esseri umani per soddisfare le esigenze dei residenti e dei servizi dell'edificio. L'attenzione si concentra sulla risposta alle emergenze, dove i droni, come quello dei vigili del fuoco, possono assumere compiti in situazioni pericolose, come un incendio, che sono troppo rischiose per gli esseri umani. Ciò consentirà ai ricercatori di sviluppare robot in grado di lavorare senza soluzione di continuità accanto agli esseri umani, rendendo la vita più facile, più efficiente e più sostenibile. L'obiettivo è creare robot che non si limitino a svolgere compiti, ma si adattino e migliorino il nostro modo di vivere, contribuendo a plasmare un futuro in cui la tecnologia e la vita quotidiana siano sempre più strettamente connesse.

Il DroneHub accelererà la realizzazione di sistemi robotici sostenibili che lavorino in armonia con la natura e contribuiscano direttamente agli obiettivi di sviluppo sostenibile. Promuovendo uno spazio in cui i robot vengono testati in tandem con ecosistemi e infrastrutture dinamiche, il DroneHub sta trasformando il modo in cui comprendiamo la tecnologia autonoma e sostenibile e le sue applicazioni per mitigare le pressanti crisi ambientali.

Partner per la ricerca e l'implementazione
Empa
Imperial College London
EPFL
ROK
Geobrugg