I droni – scopriamo cosa sono

Il primo di una serie di articoli, a cura di Bioketasy, che tratteranno sicurezza e hacking dei droni. Inizieremo dalle basi per addentrarci sempre più in questo mondo.

I droni sono un’evoluzione tecnologica ed una mania che è destinata a diventare una realtà quotidiana, complici sono le pressanti e continue campagne pubblicitarie soprattutto in rete ma anche nelle più importanti riviste che trattano le nuove tecnologie.

Ma cosa sono i droni? A cosa servono? E quali sono le loro applicazioni?

COSA SONO I DRONI

La parola “drone” non è altro che un nome comune, non sono altro che dei dispositivi, delle apparecchiature elettroniche o categoria di oggetti volanti, chiamati ARP, ovvero Aeromobili a pilotaggio remoto.
Quindi dei dispositivi, di varie dimensioni, capaci di liberarsi e volare nel cielo, senza il bisogno di un pilota a bordo, che rimane a terra, o su di un veicolo adiacente, “armato” di un radiocomando che ne controlla i suoi movimenti.

sala pilotaggio rpv
Sala pilotaggio

Un pò di storia…

A quel che sembra, i primi droni furono costruiti durante la prima guerra mondiale,
quando “Aerial target” e la cosidetta “bomba volante” fecero la loro apparizione nel 1916 sia teorica che pratica nei campi di battaglia per i test preliminari.
Il primato nell’utilizzo di mezzi aerei controllati spetta all’esercito Austro-Ungarico che impiegò alcuni palloni aerostatici lanciati dalla nave Vulcano per colpire Venezia durante l’assedio del 1849, senza esporsi al fuoco dei cannoni della difesa. Nel momento in cui il vento soffiava verso la città, i palloni pieni di aria calda venivano liberati. Ciascun pallone trasportava una carica esplosiva e era controllato attraverso un sistema di funi. Raggiunta la verticale, attraverso un lungo filo di rame collegato a batterie galvaniche incendiavano il pallone che cadeva, o per meglio dire, sarebbe dovuto cadere con il suo ordigno sui veneziani: il primo uso di veicoli remoti e di bombardamento terroristico dall’aria. Ma i venti capricciosi delle lagune riportarono sulle truppe austriache buona parte dei palloni causando quasi una tragedia fra gli austriaci.
I primi esempi seri di studio di veicoli volanti teleguidati nacquero però durante la prima guerra mondiale, con l’impiego diretto dei primi aerei e della radio, invenzioni di recentissima realizzazione. Il professor Archibald Low, eclettico ingegnere arruolato come capitano nei Royal Flying Corps, con una squadra di 30 tecnici mise a punto il progetto “Aerial Target” (AT), bersaglio aereo: il primo velivolo a motore con testata bellica e sistema di pilotaggio attuato via impulsi radio, in realtà portava questo nome per sviare le attenzioni dello spionaggio tedesco. Il 21 marzo e il 6 luglio 1917 dimostrò di fronte a molti alti ufficiali alleati la validità delle sue teorie, nonostante l’arretratezza della tecnologia dell’epoca, portando in volo un piccolo monoplano, con pattini al posto del carrello, lanciato da una catapulta ad aria compressa. Entrambi i voli si risolsero con la caduta dei velivoli per guai vari, ma il concetto era dimostrato. La fine del conflitto fece anche venire meno l’interesse per il progetto.

1917 circa, una rara fotografia di un prototipo dell’Aerial Target in un hangar del Royal Fliyng Corps
1917 circa, una rara fotografia di un prototipo dell’Aerial Target in un hangar del Royal Fliyng Corps

In Germania l’apparato militare continuò gli studi strategici sulle esperienze della prima guerra mondiale e promosse la ricerca scientifica sui sistemi di teleguida prima in incognito, per le ristrettezze economiche e le imposizioni del trattato di Versailles, poi apertamente con il riarmo Hitleriano. I tedeschi si avviarono sul filone delle telearmi lanciabili da terra, da navi, sganciabili da bombardieri: quindi svilupparono per primi il filone dei “droni da attacco”. Ad esempio, la Ruhrstal 1400X, conosciuta come Fritz X : si trattava di una bomba perforante con superfici

prima guerra
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telecomandate via impulsi radio a onde ultracorte costruita attorno ad una bomba convenzionale SC250, con capacità accresciuta a 1.400 chili. Il sistema di comando sull’aereo madre consisteva di una impugnatura a cloche collegata a dei sensori di direzione: praticamente l’antenato del joystick moderno. La sua vittima più celebre fu la corazzata Roma della Regia Marina italiana, affondata tra il golfo dell’Asinara e le bocche di Bonifacio il 9 settembre 1943.

 

Da qui il loro percorso si è esclusivamente sviluppato in ambito militare sia a scopi di spionaggio che di bombardamento. Nel 2000 il loro impiego si è sviluppato nel campo civile, dove innumerevoli società hanno progettato il loro impiego nel campo “consumer” e quindi come degni successori degli aeroplani radiocomandati.
Si sono quindi definiti tipi di droni ad uso “comune” dalle forme e dimensioni mediamente contenute, estremamente leggeri.

Possiamo sintetizzarne la loro struttura in:
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  • Struttura a eliche: si caratterizza per la presenza di una o più eliche, solitamente montate su bracci estraibili, che permettono al drone di comportarsi come un elicottero.
    Possono mantenere ferma la posizione a mezz’aria, effettuare virate repentine, volare in direzione obliqua;
    Struttura planare: più simili agli aeroplani che agli elicotteri, questi velivoli non sono dotati di eliche, bensì di grandi ali. Servono soprattutto per le medie distanze, perché possono sfruttare correnti e flussi d’aria;Hubsan X4 H107
  • Ibridi: device non solo pensati per volare, ma anche per muoversi sul terreno grazie alla presenza di due o quattro ruote motrici. Allo stesso modo, esistono droni capaci di effettuare piccoli salti, così da superare agilmente scale o altri ostacoli.

Jumping Sumo

 

Interessante notare come per i prodotti “civili” abbiano forme caratteristiche dal mondo degli insetti, dal loro scheletro al funzionamento delle eliche, per essere sempre più leggeri e sfruttare al meglio i cicli dell’aria.
Ma come ogni apparecchio che è in grado di volare è giusto che vi sia una regolamentazione, una legge precisa che implichi determinate direttive del suo uso. Infatti in molti paesi è vietato l’uso indiscriminato di droni per motivi di sicurezza, soprattutto nelle vicinanze di aeroporti, ciò per non intralciare il traffico aereo, ma principalmente per non interferire con gli strumenti di posizionamento, ad esempio i radar, dell’aviazione.

 

In generale, possiamo riassumerne le loro applicazioni:

  • Sicurezza e tracciamento: i droni sono sempre più impiegati dalle forze di polizia per il monitoraggio delle attività della criminalità organizzata, soprattutto nella ricerca di piantagioni da droga, non sempre individuabili dagli elicotteri data la distanza. Dal 2011, inoltre, sono utilizzati congiuntamente da Stati Uniti e Messico per controllare i flussi di immigrazione clandestina;
  • Monitoraggio ambientale e architettonico: i velivoli radiocomandati risultano estremamente utili per l’osservazione dall’alto di aree verdi non raggiungibili via terra, così come anche durante le calamità naturali oppure nella verifica delle strutture architettoniche colpite da terremoti o altri disastri.
    Proprio in questi frangenti, sono utili anche per la ricerca dei dispersi, perché possono svettare tra le macerie dei palazzi senza mettere a rischio vigili del fuoco e volontari;
  • Telerilevamento: si tratta di una tecnica pensata per raccogliere dati qualitativi e quantitativi su un determinato territorio, sulla base dell’analisi della radiazione elettromagnetica emessa o riflessa. I droni vengono dotati di speciali sensori, quindi inviati sui campi per raccogliere informazioni sullo stato delle colture, in città per il rilevamento della dispersione termica degli edifici, l’analisi degli inquinanti presenti in atmosfera e molto altro ancora;
  • Riprese video: sui droni vengono spesso montate videocamere per delle riprese aeree, sia a scopo professionale – nel cinema o nella cartografia dall’alto – ma anche ludico – videoamatori, progetti scolastici e via dicendo.

Per quanto riguarda le limitazioni, di recente, l’ENAC (Ente Nazionale per l’Aviazione Civile) ha stilato un documento per l’uso privato dei mezzi a pilotaggio remoto. Tra le norme approvate, si annoverano l’impossibilità di far volare gli apparecchi oltre i 150 metri d’altezza, purché sempre a vista del pilota, a più di 50 metri da persone e oggetti e per un’estensione massima di 500 metri. Vi sarà poi un registro, con le relative certificazioni, per i quei i dispositivi di grandi dimensioni (oltre i 25 chili) che potrebbero essere pericolosi per il normale traffico aereo.

Il settore dei droni consumer ha trovato nell’ultimo biennio un grande slancio, tanto che ne esistono di varietà adatte a tutte le tasche, dalle poche centinaia di euro per i modelli basici a veri e propri investimenti per quelli full optional. Fra i più ricercati, si possono elencare:

Parrot AR Drone 2.0: è il più famoso e acquistato tra i velivoli radiocomandati, non solo per l’estrema leggerezza ma anche per la fotocamera integrata capace di girare video in risoluzione 720p. Oltre a controlli semplificati e adatti a tutti, può gestire una propria rete WiFi per la condivisione instantanea di quanto girato. Disponibile su Apple Store a 301 euro e su Amazon a 292 , può essere gestito anche da dispositivi Android e iOS.
La linea Parrot si completerà nel corso nel 2014 anche con altri due interessanti prodotti:
Jumping Sumo e MiniDrone, due ibridi dotati di ruote e capaci di saltare;

parrot2-0
Parrot AR Drone 2.0

DJI Phantom GPS Drone: tutti i velivoli della linea Phantom si caratterizzano per le elevate prestazioni, che li rendono capaci di operare in un raggio di 300 metri dal radiocomando, il tutto monitorato via GPS. Presentano inoltre un attacco dedicato per le videocamere della linea GoPro e possono trasportare piccoli oggetti. I prezzi sono variabili a seconda della versione scelta, da 529 euro su Amazon;

DJI Phantom GPS Drone
DJI Phantom GPS Drone

Lehmann LA100 GoProne Drone: un drone professionale planare, capace di salire fino a 100 metri in pochi secondi, dato il corpo superleggero. Completato con una videocamera GoPro, è perfetto per le riprese dall’alto e per le attività sportive. È in vendita a partire da 990 euro sul sito ufficiale;

Lehmann LA100 GoProne Drone
Lehmann LA100 GoProne Drone

Hubsan X4 H107: un dispositivo di piccole dimensioni a quattro eliche, privo di funzioni di ripresa o wireless, ma adatto al divertimento soprattutto indoor. Può essere un’ottima idea da regalo soprattutto per i più giovani, considerato anche il prezzo a partire da poco meno di 40 euro;

Hubsan X4 H107
Hubsan X4 H107

Walkera QR Infra X Smart Drone: è il primo apparecchio consumer dotato di tecnologia CAS (Crash Avoidance System), una rete di sensori di posizione e all’infrarosso che impedisce lo scontro con ostacoli o la perdita improvvisa di quota. Da 169 dollari, sulla versione statunitense di Amazon;

Walkera QR Infra X Smart Drone
Walkera QR Infra X Smart Drone

Storm Drone FF Flying Platform: un quadricottero leggero ed equipaggiato di tutti i comfort, tra cui guaine di gomma per atterraggi morbidi, attacco per videocamere GroPro e una serie di LED inferiori per individuare il velivolo anche di notte, nella nebbia o in direzione del sole. Non è al momento disponibile su Amazon, ma lo si trova su tanti e-commerce statunitensi a circa 359 dollari.

Storm Drone FF Flying Platform
Storm Drone FF Flying Platform

Droni e media

Nell’ultimo anno i droni sono stati spesso protagonisti dei media, sia per campagne promozionali virali che per altri scopi. Il caso più conosciuto è quello dello scherzo di Amazon che, a fine 2013, ha annunciato la futura disponibilità di un servizio di consegna Prime Air grazie all’ausilio di facchini volanti radiocomandati. Rimbalzata da una parte all’altra del Web, compresi i quotidiani, si è rivelata poi una boutade virale dell’azienda.

Amazon Prime Air
Amazon Prime Air

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Del tutto veri sono invece i filmati realizzati da un gruppo di appassionati all’Isola del Giglio, documenti che hanno permesso al mondo intero di scoprire il relitto della Costa Concordia dall’alto, sebbene pare vi siano stati degli strascichi legali date le riprese non autorizzate. E ancora il drone di PETA, utilizzato lo scorso ottobre per stanare i cacciatori di frodo in Massachusetts, e quello di Sony, scelto per scoprire gli edifici dell’isola abbandonata di Hashima, in Giappone. I documentaristi utilizzano molti diversi modelli di droni per riprendere il mondo animale senza turbarne la loro quiete.

Utilizzo degli APR in ambito militare

Nei primi anni di sviluppo della tecnologia la maggior parte degli APR mercato sono stati utilizzati per scopi militari. Dai modelli di elevate dimensioni, fino a quelli di ultima generazione, caratterizzati da tecnologie e sensori sofisticati e miniaturizzati che permettono il controllo da remoto della missione senza perdere vite umane in aree molto pericolose.

Predator
Predator

Gli APR utilizzati per scopi bellici possono essere attrezzati con armamenti o, più semplicemente, con sensori di ripresa che permettono l’invio in tempo reale, notte/giorno, alla stazione di controllo che è posta a decine di chilometri di distanza: ne è un esempio l’utilizzo per il monitoraggio delle attività di Osama bin Laden precedenti alla sua morte del 2 maggio 2011 da parte delle unità speciali dell’esercito statunitense.

drone militare USA
drone militare USA

Una classificazione più estesa dei droni, tratta dal sito Wikipedia

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Fonte: 2011 – 2012 UAS Yearbook – UAS: The Global Perspective – 9th Edition – June 2011 – Blyenburgh & Co – www.uvs-info.com

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