Volare senza GPS, orientarsi al buio, muoversi agilmente in spazi ristretti o sconosciuti: sfide complesse per un drone, ma routine per i pipistrelli. Da questa osservazione parte l’idea rivoluzionaria sviluppata dai ricercatori dell’Università del Michigan. Il loro obiettivo? Creare droni capaci di ecolocalizzazione attiva, proprio come questi straordinari mammiferi volanti.
Questi animali sono così affascinanti e particolari, del resto, che hanno già ispirato diversi progetti sui droni. Uno degli ultimi che abbiamo trattato in ordine di tempo è Aerobat, un drone che si ispirava alle ali dei pipistrelli per il suo design, che rendeva molto efficiente il volo, soprattutto negli spazi angusti.
Eco-localizzazione attiva: come funziona
Il principio della ecolocalizzazione attiva, come spiega bene il sito Interesting Engineering, è semplice quanto geniale: emettere ultrasuoni e interpretarne il rimbalzo. La piattaforma sviluppata dal team integra altoparlanti che emettono segnali acustici a frequenza ultrasonica (non percepibili dall’orecchio umano) e microfoni disposti in configurazioni precise, capaci di rilevare l’eco di ritorno dagli oggetti circostanti.
Ma non finisce qui: a elaborare le informazioni acustiche interviene un modello di intelligenza artificiale basato su Convolutional Neural Networks (CNN). Questa architettura, usata comunemente per l’elaborazione di immagini, è stata adattata per analizzare le firme acustiche tridimensionali, permettendo al drone di costruire una rappresentazione dettagliata e affidabile dello spazio circostante.
Risultato? Un drone che percepisce forma, distanza e posizione degli ostacoli basandosi sul suono, e che quindi è in grado di muoversi anche in condizioni di totale oscurità o in assenza di riferimenti GPS.
Più economico, più robusto, più naturale
Uno degli aspetti più promettenti del sistema è la sua semplicità. A differenza di LiDAR o sensori ottici avanzati, l’ecolocalizzazione acustica richiede componenti leggeri e poco costosi. Eppure, grazie all’elaborazione tramite CNN, i dati raccolti offrono un livello di dettaglio sufficiente per consentire al drone di muoversi in modo autonomo e sicuro.
I test effettuati in ambienti indoor con ostacoli hanno dimostrato l’efficacia del sistema anche in scenari critici, senza necessità di visione artificiale o GPS. Il tutto con un peso contenuto e una maggiore resistenza a condizioni ambientali avverse.
Dove la vista non arriva, arriva il suono
L’intelligenza acustica alla base del progetto rappresenta una nuova frontiera nella percezione ambientale per i droni. Non si tratta solo di evitare ostacoli: il drone può inferire il contesto in cui si trova attraverso la qualità dell’eco ricevuto. Un principio simile a quello usato anche da delfini e cetacei, in ambienti dove la luce è un lusso raro.
In prospettiva, l’ecolocalizzazione potrebbe diventare uno standard per operazioni in ambienti critici: miniere sotterranee, edifici danneggiati, foreste fitte o zone urbane dove il GPS è inaffidabile.
Una tecnologia che sfrutta le ultime innovazioni dell’AI per mettere in pratica in modo efficace un sistema di navigazione preciso, silenzioso e indipendente dalla luce che i pipistrelli hanno evoluto per milioni di anni.
