Droni e tecnologia

Addio joystick. I droni si piloteranno col torso.


Il torso umano è più intuitivo – e più preciso – dei joystick per pilotare droni. Secondo un recente studio degli scienziati dell’EPFL (Politecnico di Losanna) ben presto sarà possibile implementare questa nuova tecnologia di interfaccia uomo-macchina per le attività di ricerca e salvataggio via drone.

Immaginare di pilotare un drone usando solo i movimenti del busto e lasciando la testa libera per guardarsi intorno, proprio come un uccello. La ricerca dell’EPFL ha appena dimostrato che l’uso del busto per pilotare macchine volanti è davvero più coinvolgente – e più efficace – rispetto all’utilizzo del joystick di vecchia data. I risultati sono pubblicati all’interno di un numero recente della rivista americana PNAS.

Il nostro obiettivo era progettare un metodo di controllo che fosse facile da apprendere e quindi richiedesse meno concentrazione da parte degli utenti in modo che potessero focalizzarsi su questioni più importanti, come la ricerca e il salvataggio“, afferma l’autrice principale Jenifer Miehlbradt del Translational Neuroengineering Laboratory dell’EPFL, guidato da Silvestro Micera, presidente della Fondazione Bertarelli. “Usare il busto ti dà la sensazione di volare davvero. I joystick, d’altra parte, sono di design semplice ma padroneggiarne l’uso per controllare con precisione oggetti lontani può risultare difficile.

Gli scienziati volevano osservare come le persone usano i loro corpi per pilotare un oggetto volante, in questo caso un drone, e determinare quali movimenti sono più intuitivi e naturali – affrontando il problema pilota da una prospettiva completamente nuova.

Hanno iniziato monitorando i movimenti del corpo di 17 individui, grazie a 19 marcatori a infrarossi posizionati su tutta la parte superiore del corpo, e la loro attività muscolare. Ogni partecipante ha seguito le azioni di un drone virtuale attraverso paesaggi simulati filtrati da visori VR.

Sono emersi schemi di movimento ben precisi e gli scienziati hanno rapidamente stabilito le strategie relative al torso per pilotare droni: hanno scoperto che solo 4 marker, situati sul torso, erano necessari per pilotare in modo efficace simulatori di volo e droni reali attraverso un circuito di ostacoli.

Nel complesso, gli scienziati hanno confrontato le strategie del tronco con il controllo del joystick in 39 individui. Hanno scoperto che il controllo del drone attraverso il torso ha sovraperformato il controllo del joystick in precisione, affidabilità e con sessioni di allenamento minime.

Mentre i risultati del PNAS forniscono uno strumento di pilotaggio completamente nuovo e immersivo, con particolare attenzione alla caratterizzazione dei relativi parametri del tronco, lasciando la testa, gli arti, le mani e i piedi liberi di compiere altre azioni, il sistema richiede ancora marcatori del corpo e rilevatori di movimento esterni per poter funzionare.

I prossimi passi consistono nel rendere la strategia del torso completamente portabile. Il campo di applicazione è enorme, dai simulatori di volo ai piloti e forse anche agli aerei del futuro. Un capo che implementa la strategia del busto nel controllo dei droni senza rilevatori di movimento esterni è stato sviluppato presso il Laboratorio di Sistemi Intelligenti dell’EPFL guidato dal co-autore Dario Floreano, basato sui risultati PNAS.

I piloti di drone possono ora raggiungere un livello di immersione senza precedenti grazie a Fly Jacket, sviluppato da Carine Rognon, ricercatrice presso il Laboratorio di sistemi intelligenti dell’EPFL, guidato da Dario Floreano. The Fly Jacket è apparso nel numero di luglio 2018 di IEEE Robotics and Automation Letters.

Rognon ha inventato un capo molto leggero che traduce la strategia del busto descritta nell’articolo PNAS nei comandi di controllo dei droni senza rilevatori di movimento esterni. Permette ai piloti di controllare il proprio drone in modo intuitivo con i loro movimenti del corpo – come sporgersi in avanti e indietro e ruotare la parte superiore del corpo – piuttosto che con un dispositivo portatile.


Grazie a un sensore di movimento integrato sviluppato da EPFL Laboratory of Embedded Systems, guidato da David Atienza, la Fly Jacket rende il drone estremamente reattivo. Inoltre, la giacca ha un sistema di supporto che previene l’affaticamento delle braccia. Questo, insieme all’utilizzo di visori in prima persona (FPV) collegati a una telecamera di bordo, consente ai piloti di navigare nei cieli in modo naturale mantenendo le braccia distese come ali.

Fly Jacket non solo produce un’esperienza di controllo di volo coinvolgente e intuitiva, ma libera anche le mani dell’uomo per altri compiti. Ad esempio, abbiamo dimostrato che gli umani potevano indossare i guanti dati per dare comandi aggiuntivi al drone, come per il decollo e l’atterraggio, o per indicare i punti di interesse visti dal punto di vista del drone che comparirebbero immediatamente su una mappa. Questo potrebbe essere molto utile per i vigili del fuoco o i soccorritori per identificare in modo rapido e preciso i luoghi in cui è necessario un aiuto “, afferma Floreano.

Fonte: EPFL

2018-07-23T17:28:47+00:00 25 luglio 2018|