In condizioni insidiose sull’Atlantico del Nord, un Rotary Wing Uncrewed Aircraft System (RWUAS) ricerca sottomarini al buio. È in grado di rimanere in volo per ore, sorvolando mari agitati, prendendo decisioni autonome sul percorso e sulle attività da svolgere. E senza equipaggio a bordo, una missione potenzialmente pericolosa può essere completata senza esporre il personale a rischi.
Questo scenario fa parte del lavoro di Leonardo sul dimostratore tecnologico Proteus RWUAS nel Regno Unito (descritto più avanti) ed è un esempio di come l’autonomia possa trasformare operazioni tradizionalmente svolte da velivoli con equipaggio.
Per Leonardo Elicotteri, l’autonomia rappresenta un punto focale degli sforzi di Technology & Innovation (T&I) ed è la nostra principale area di ricerca. “Ci concentriamo sia sul migliorare le capacità dei nostri elicotteri oggi, sia sull’investire in tecnologie che modelleranno le piattaforme del futuro,” spiega Giovanni Novembrini, responsabile dell’autonomia all’interno del team T&I.
Perché l’autonomia
Novembrini sottolinea l’importanza di distinguere tra piena autonomia e operazioni a pilotaggio remoto, che includono un elemento di automazione.
“Per autonomia intendiamo la capacità dell’elicottero o della piattaforma di prendere decisioni – ad esempio, come eseguire o modificare un modello di ricerca e soccorso per ottenere il miglior risultato. E anche la capacità di adattare la missione in base ai dati dei sensori e delle comunicazioni, gestendo le situazioni in tempo reale.
Per abilitare il passaggio verso operazioni senza equipaggio, così come la cooperazione futura tra piattaforme con e senza equipaggio, l’autonomia è obbligatoria.”
I benefici potenziali dell’autonomia
Il lavoro sull’autonomia si concentra su tre principali benefici:
- Sicurezza: Maggiore autonomia può avere un impatto positivo significativo sulla sicurezza, ottimizzando il carico di lavoro dell’equipaggio e migliorando la consapevolezza della situazione. La perdita di questa consapevolezza rimane un fattore chiave negli incidenti elicotteristici.
- Efficienza: L’investimento nell’autonomia ci aiuta a rispondere a una domanda fondamentale degli operatori: “Come possiamo fare di più con la nostra piattaforma e configurazione attuali?” Questo include la riduzione dei costi operativi attraverso operazioni con pilota singolo, la semplificazione della formazione e la diminuzione della complessità per rendere i sistemi più intuitivi per i piloti.
- Capacità: Possiamo soddisfare le esigenze dei clienti rendendo le piattaforme esistenti più performanti, ad esempio la possibilità di operare in condizioni meteorologiche avverse o in ambienti a visibilità ridotta (DVE – Degraded Visual Environment) o in scenari senza GNSS, cioè navigando senza GPS.
Dare forma concreta all’autonomia
L’autonomia viene sviluppata in due modi complementari. In primo luogo, in ambiente sintetico, utilizzando simulazioni avanzate per comprendere meglio come applicare nuove tecnologie.
In secondo luogo, stiamo realizzando il cosiddetto “Flying Lab”, una piattaforma di test dal vivo per le tecnologie autonome prima della loro applicazione alla linea di prodotto Leonardo Elicotteri.
Novembrini spiega: “Il Flying Lab sarà basato sulla cellula dell’SW-4 e ci fornirà una piattaforma potente per esplorare e testare le capacità autonome. Volerà come velivolo opzionalmente pilotato, con un pilota di sicurezza a bordo. Stiamo avanzando con questa iniziativa e prevediamo il primo volo entro la fine del 2026.”
Lo sviluppo del Flying Lab fa parte di un approccio progressivo delineato nella nostra roadmap sull’autonomia: “L’autonomia non va vista come un unico grande salto tecnologico,” afferma Novembrini. “Richiede una serie di progressi incrementali, iniziando dall’estensione delle funzionalità esistenti come il decollo e l’atterraggio automatici, e abilitando il riconoscimento automatico degli obiettivi per missioni SAR, ad esempio.
Nel tempo, si passerà ad aree più complesse come l’ottimizzazione automatica dei percorsi di volo e il rilevamento di cavi potenziato dall’IA. Infine, oltre gli anni ’30, ci concentreremo su capacità che permettano missioni in rete come Crewed Uncrewed Teaming (CUC-T), sciami di droni e ricerca autonoma.
Anche se gran parte dello sviluppo avviene internamente, la collaborazione con partner esterni come università e centri di ricerca è fondamentale. Ci avvaliamo inoltre del lavoro dei Leonardo Labs, la rete di incubatori tecnologici aziendali che conducono R&D a lungo termine su tecnologie innovative in campi come intelligenza artificiale e sistemi autonomi.”
Case study: dimostratore tecnologico Proteus
Collaboriamo da oltre un decennio con il Ministero della Difesa del Regno Unito per sviluppare le capacità RWUAS. La fase più recente è il programma Proteus, un progetto collaborativo tra Leonardo, la Royal Navy e UK Defence Innovation (UKDI) per sviluppare un dimostratore di rotorcraft senza equipaggio di classe tre tonnellate.
Proteus è progettato per dimostrare progressi in autonomia, modularità e intercambiabilità del payload, esplorando anche la fattibilità di Large Autonomous Vertical Take-Off and Landing Uncrewed Aircraft Systems (VTOL UAS) per operazioni militari marittime.
Nel luglio 2022, Leonardo ha ricevuto un contratto quadriennale da £60 milioni per il RWUAS Phase 3A Technology Demonstrator Programme, progettato, sviluppato e testato presso lo stabilimento di Yeovil, UK.
Proteus permetterà alla Royal Navy di dispiegare mezzi su larga scala per missioni definite “noiose, sporche e pericolose” e costituisce un elemento chiave della strategia Maritime Aviation Transformation (MATx) della Marina, che copre l’evoluzione dell’aviazione marittima fino al 2040.
“È stato un enorme piacere lavorare con Leonardo e con la Difesa, come un unico team, per realizzare Proteus,” ha dichiarato il capitano David Gillett, responsabile di Maritime Aviation and Carrier Strike nella Royal Navy.
“Combina tecnologia all’avanguardia, esperienza derivata dalle più recenti operazioni militari e ha un enorme potenziale per modellare la futura ala aerea ibrida della Royal Navy.”
Scopri di più: Il primo elicottero senza equipaggio della Royal Navy a un passo dal volo inaugurale
Case study: programma MUSHER
L’interoperabilità tra piattaforme sarà fondamentale per lo sviluppo futuro dell’autonomia. Abbiamo svolto un ruolo chiave nel dimostrare come piattaforme con e senza equipaggio possano operare insieme per migliorare l’efficacia delle missioni attraverso il programma europeo MUSHER (Development of a generic European Manned unManned Teaming – e-MUMT-system), finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del European Defence Industrial Development Programme (EDIDP-091).
Coordinato da Thales, MUSHER coinvolge diversi partner industriali, tra cui Leonardo, Airbus Helicopters, Indra, Thales Edisoft Portugal e Space Applications Services.
Durante le prove condotte a Grottaglie, in Italia nel 2024, la nostra partecipazione ha riguardato due piattaforme: un AW189 super medium bimotore con equipaggio al completo a bordo e il dimostratore tecnologico SW-4 Solo RUAS/OPH (Rotorcraft Uncrewed Aerial System/Optionally Piloted Helicopter), con pilota di sicurezza ai comandi.
Le prove hanno dimostrato la capacità dell’equipaggio dell’AW189 di prendere il controllo, a vari livelli di interoperabilità, del velivolo a pilotaggio remoto, incluso il monitoraggio dei payload dello SW-4 Solo.
Parallelamente, i partner industriali hanno svolto attività simili in Francia utilizzando un elicottero e un RWUAS. Crucialmente, i test hanno dimostrato la connettività tra piattaforme di diversi partner, passo fondamentale verso l’interoperabilità completa.
MUSHER segue altre dimostrazioni CUC-T realizzate negli anni, inclusi un elicottero navale multiruolo AW159 e sistemi a pilotaggio remoto nel Regno Unito. CUC-T è anche una delle capacità chiave del programma dell’esercito italiano NEES (Nuovo Elicottero da Esplorazione e Scorta) AW249.
I risultati eccellenti delle prove rafforzano ulteriormente le capacità sovrane europee nelle tecnologie aerospaziali e della difesa avanzate, grazie alla collaborazione industriale supportata dall’UE.
Case study: collaborazione con Shield AI
In collaborazione con la società deep-tech Shield AI, abbiamo recentemente completato con successo una dimostrazione di volo del sistema ViDAR, il sistema di rilevamento e mappatura visiva di Shield AI, a bordo dell’elicottero Leonardo SW-4.
Il sistema basato su intelligenza artificiale opera come payload passivo per la ricerca su vasta area, sia in ambienti terrestri sia marittimi. È in grado di rilevare e tracciare migliaia di piccoli oggetti e anomalie in tempo reale su ampie superfici, riducendo significativamente il carico cognitivo dell’operatore.
Ad esempio, in mare il sistema può individuare persone in acqua, oggetti con bassa sezione radar e i cosiddetti “dark vessels”, ovvero imbarcazioni con il sistema di identificazione automatica (AIS) spento. Sulla terraferma, rileva, localizza, riconosce e traccia obiettivi fissi e veicoli in movimento su terreni diversi.
Lo SW-4 è stato utilizzato come piattaforma di test per la dimostrazione di ViDAR, con voli condotti in ottobre presso l’aeroporto di Taranto-Grottaglie, nel Sud Italia. I test hanno evidenziato come le capacità autonome e di rilevamento di Shield AI possano potenziare le missioni di intelligence, sorveglianza e ricognizione (ISR) e di search and rescue (SAR), consentendo future integrazioni sull’intera flotta Leonardo.
“Dimostrare ViDAR in Europa mette in luce come la tecnologia di Shield AI possa rafforzare le capacità ISR e SAR dei nostri alleati e partner NATO,” ha dichiarato Christian Gutierrez, vicepresidente di Hivemind Solutions presso Shield AI. “Il nostro obiettivo è rendere disponibile questa tecnologia avanzata, basata su IA, a nazioni fidate, migliorando consapevolezza situazionale, interoperabilità e successo delle missioni in contesti contestati.”
Emanuele Bezzecchi, AI Roadmap Manager di Leonardo Helicopters, ha aggiunto: “Questo esercizio fa parte delle attività in corso tra Shield AI e Leonardo Helicopters per esplorare come fornire consapevolezza situazionale autonoma su tutti i prodotti Leonardo.
L’integrazione di ViDAR sull’elicottero SW-4 dimostra come i sensori di nuova generazione basati su IA possano trasformare le operazioni ISR. Il successo di questa dimostrazione ha generato un forte impulso interno per valutare l’integrazione di ViDAR anche su altri modelli di elicotteri per missioni speciali, sia in produzione sia in fase di sviluppo.”