Le sostanze chimiche, biologiche, radiologiche, nucleari ed esplosive, note con l’acronimo CBRNE, rappresentano una minaccia invisibile e letale, spesso difficili da rilevare tempestivamente senza mettere a rischio vite umane. Incidenti come la perdita di una capsula di cesio in Australia nel 2023, che ha richiesto giorni di ricerche estenuanti, o il crescente rischio di attacchi ibridi, evidenziano la necessità di tecnologie avanzate. In risposta a queste sfide, i ricercatori del Fraunhofer Institute for Communication, Information Processing and Ergonomics FKIE stanno mettendo a punto una nuova generazione di droni (UAS) e robot (UGV) appositamente equipaggiati per localizzare fonti radioattive in modo rapido e preciso, supportando così le squadre di emergenza nelle situazioni più critiche.
Droni autonomi per la ricerca aerea
Il dipartimento “Sensor Data and Information Fusion” del Fraunhofer, su incarico dell’Istituto di ricerca della Bundeswehr per le tecnologie protettive e la protezione NBC (WIS), ha sviluppato un sistema aereo altamente automatizzato. A differenza dei metodi tradizionali che richiedono giorni, questo dimostratore tecnologico è in grado di tracciare una fonte radioattiva con una precisione di pochi metri in una manciata di minuti. Il processo di rilevamento si divide in due fasi distinte: una di esplorazione e una di ricerca mirata. Inizialmente, il drone sorvola l’area raccogliendo dati ambientali; non appena i sensori rilevano una deviazione dalla radiazione di fondo, il sistema passa alla modalità di ricerca adattiva. Utilizzando metodi stocastici, il velivolo calcola autonomamente la probabile posizione della fonte e modifica la sua traiettoria in tempo reale, generando una mappa di calore che visualizza i livelli di radiazione scansionati.
Tecnologia avanzata e sensori intelligenti
Per operare con tale efficacia, il drone è dotato di un sofisticato arsenale tecnologico. Oltre a un rilevatore gamma per misurare i livelli di radiazione, il sistema integra telecamere elettro-ottiche e a infrarossi, un computer per l’elaborazione dei dati e un’unità di misura inerziale (IMU) per tracciare la posizione in 3D. Questa combinazione permette non solo di individuare il materiale radioattivo, ma anche di fornire agli operatori immagini in diretta, identificando oggetti, persone e veicoli nell’area interessata. Le informazioni vengono trasmesse a terra tramite un modulo LTE, permettendo la creazione di mappe di probabilità che indicano con precisione dove si nasconde il pericolo.
Robot terrestri e manipolazione a distanza
Parallelamente ai sistemi aerei, il dipartimento “Cognitive Mobile Systems” si concentra sui veicoli terrestri senza pilota. Questi robot sono progettati per navigare in zone pericolose creando corridoi di sicurezza e fornendo dati cruciali sulla dimensione e il tipo di minaccia. Una delle innovazioni più significative è il sistema “click and grasp”, che permette al braccio robotico di afferrare oggetti autonomamente. Con un semplice clic del mouse su un’immagine video in diretta, l’operatore può istruire il robot a raccogliere materiale contaminato, controllarne la radioattività e depositarlo in contenitori sicuri. La precisione è tale che il sistema può persino aprire le portiere delle auto per accedere a spazi chiusi.
Controllo intuitivo e realtà virtuale
Per facilitare ulteriormente il compito degli operatori, il team ha sviluppato nuovi concetti operativi come la funzione “jacket control”. Grazie a sensori indossati su mano e braccio, i movimenti dell’operatore umano vengono trasferiti direttamente al manipolatore del robot, rendendo il controllo estremamente intuitivo anche per personale non specializzato. Inoltre, l’uso di sensori speciali permette di generare modelli 3D fotorealistici e ambienti di realtà virtuale, offrendo a chi guida il robot una consapevolezza situazionale aumentata senza dover spostare fisicamente la macchina. Queste tecnologie, testate regolarmente in eventi come l’European Robotics Hackathon, promettono di rivoluzionare la gestione delle emergenze nucleari e radiologiche.
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