MBF Group IRYDA+ SPACE Z1
IRYDA+ SPACE Z1 è un progetto in fase di sviluppo relativo a un sistema aereo senza pilota di nuova generazione, che combina le operazioni autonome degli UAV con la comunicazione satellitare, la navigazione resistente alle interferenze, elaborazione dei dati a bordo e la capacità di interagire con altre piattaforme aeree e sistemi orbitali.
IRYDA+ SPACE Z1 viene sviluppato come fase successiva del programma tecnologico IRYDA+. Il progetto intende avvalersi delle esperienze acquisite durante lo sviluppo della piattaforma IRYDA+ X1, ma la sua architettura finale prevede un ambito di applicazione notevolmente più ampio, che comprende la comunicazione al di fuori della portata radio tradizionale, l’integrazione con i servizi satellitari, l’elaborazione autonoma dei dati e la resilienza alla perdita delle fonti standard di navigazione e comunicazione.
comunicazioni satellitari
comunicazioni previste al di fuori della copertura terrestre tradizionale
navigazione resiliente
sviluppo di un’architettura di navigazione resistente alle interferenze
elaborazione integrata
elaborazione e analisi dei dati a livello locale previste sulla piattaforma
architettura di sistema
integrazione di UAV, infrastrutture terrestri e servizi satellitari
IRYDA+ SPACE Z1 si trova attualmente nella fase concettuale e di sviluppo. Le funzionalità illustrate descrivono la direzione tecnologica prevista per il progetto e non costituiscono una specifica del prodotto finito.
Dalla piattaforma UAV al sistema multidominio
IRYDA+ SPACE Z1 non è stato progettato come un singolo drone con autonomia estesa. L’obiettivo del programma è quello di creare un’architettura in cui una piattaforma aerea senza equipaggio possa interagire con le infrastrutture di terra, i sistemi satellitari, le fonti di dati esterne e altre piattaforme autonome.
Tale approccio consente di realizzare un sistema destinato a operare su vaste aree, al di fuori della portata diretta dell’operatore e dei tradizionali mezzi di comunicazione terrestri.
SATCOM
Prevista possibilità di utilizzare le comunicazioni satellitari per la trasmissione di dati, la telemetria e lo scambio di informazioni con il sistema di terra.
Navigazione resiliente
Lo sviluppo di sistemi di navigazione resistenti alle interferenze e alla disponibilità limitata dei segnali GNSS tradizionali.
Edge AI
Elaborazione di dati selezionati direttamente a bordo della piattaforma, senza la necessità di trasmettere costantemente l’intero flusso di dati all’operatore.
Missione autonoma
Pianificazione e esecuzione avanzate delle missioni con un intervento continuo da parte dell’operatore ridotto al minimo.
Multi-UAV
Un’architettura progettata per consentire la collaborazione tra numerose piattaforme senza equipaggio impegnate in missioni coordinate.
Integrazione dei dati esterni
Possibilità di integrazione futura con dati satellitari, sistemi di osservazione e altre fonti di informazione.
SPACE non implica la costruzione di un proprio satellite
L’obiettivo del programma IRYDA+ SPACE Z1 non è quello di iniziare con la costruzione di satelliti propri. Nella prima fase, “SPACE” indica innanzitutto l’utilizzo delle infrastrutture spaziali esistenti e future come parte integrante di un sistema senza equipaggio più ampio.
Il progetto prevede l’analisi delle possibilità di utilizzo dei servizi satellitari commerciali e istituzionali per la comunicazione, la localizzazione, l’osservazione della Terra, la trasmissione di dati e il rafforzamento della resilienza operativa delle piattaforme autonome.
A lungo termine, IRYDA+ SPACE Z1 potrebbe diventare parte integrante di un ecosistema che collega velivoli senza pilota, sistemi di terra, piattaforme ad alta quota e infrastrutture orbitali.
Comunicazioni satellitari – SATCOM
Uno dei principali assi di sviluppo di IRYDA+ SPACE Z1 è la possibilità di utilizzare la comunicazione satellitare. Nei sistemi UAV tradizionali, la portata di trasmissione è in gran parte limitata dalle capacità del collegamento radio terrestre, dalla conformazione del terreno e dalla distanza dal Ground Control System.
L’introduzione del SATCOM potrebbe consentire di condurre determinate operazioni al di fuori della portata diretta delle infrastrutture di comunicazione terrestri e aumentare la flessibilità di utilizzo del sistema.
Settori di impiego previsti per le comunicazioni satellitari (SATCOM)
- trasmissione dei dati telemetrici,
- comunicazione dello stato della piattaforma e dei parametri della missione,
- scambio di dati con il Ground Control System,
- aggiornamento di alcuni parametri della missione,
- trasmissione dei dati provenienti dai sensori,
- il coordinamento delle piattaforme situate al di fuori della portata radio tradizionale,
- realizzazione di un’architettura di comunicazione ridondante,
- interoperabilità con i futuri sistemi di comunicazione satellitare a bassa latenza.
Resistenza alla perdita del segnale GNSS
I moderni sistemi autonomi non possono basare l’intero processo di navigazione esclusivamente su un’unica fonte di dati. Un’interferenza o la perdita del segnale GNSS può limitare in modo significativo le capacità di una piattaforma senza pilota tradizionale.
Pertanto, uno degli obiettivi del progetto IRYDA+ SPACE Z1 è lo sviluppo di un’architettura di navigazione resiliente, in cui le informazioni provenienti da diversi sensori e fonti possano essere integrate al fine di garantire la massima stabilità possibile delle informazioni di navigazione.
- Il GNSS come una delle numerose fonti di dati,
- sistemi inerziali,
- analisi dei dati provenienti dai sensori di bordo,
- navigazione basata sull’immagine e sulle caratteristiche del terreno,
- fusione dei dati di navigazione,
- meccanismi di rilevamento delle anomalie e della perdita di affidabilità del segnale,
- sviluppo delle operazioni in contesti caratterizzati da un’accessibilità al GNSS compromessa o limitata.
Edge AI – intelligenza integrata
Nell’architettura di IRYDA+ SPACE Z1, l’elaborazione dei dati direttamente sulla piattaforma è destinata a svolgere un ruolo fondamentale. Anziché trasmettere tutti i dati al centro di controllo a terra, alcune informazioni selezionate possono essere analizzate localmente dal computer di bordo.
Tale soluzione può ridurre il fabbisogno di larghezza di banda, ridurre i tempi di risposta e consentire alla piattaforma di prendere determinate decisioni in modo autonomo nel rispetto di regole prestabilite.
Analisi dell’immagine
Analisi automatica dei dati osservativi selezionati senza la necessità di inviare l’intero materiale all’operatore.
Selezione delle informazioni
Trasmissione, in primo luogo, dei dati ritenuti dal sistema rilevanti ai fini della missione in corso.
Reazioni autonome
La possibilità di attuare reazioni predefinite in risposta a determinati eventi o a cambiamenti nelle condizioni della missione.
Integrazione con il monitoraggio satellitare
Un’altra potenziale direzione di sviluppo del programma è l’integrazione degli UAV con i dati provenienti dai sistemi di osservazione della Terra. In futuro, la piattaforma senza equipaggio potrebbe utilizzare i dati satellitari come fonte aggiuntiva di informazioni per la pianificazione e l’aggiornamento delle missioni.
È possibile anche la situazione opposta: il sistema satellitare individua un’area che richiede un’osservazione più accurata e la piattaforma UAV viene inviata a effettuare una ricognizione dettagliata a quota più bassa.
Osservazione
I dati provenienti da satelliti, sensori terrestri o altre piattaforme indicano l’area di interesse.
Pianificazione
Il sistema prepara o aggiorna un’attività per la piattaforma senza equipaggio.
Missione UAV
IRYDA+ SPACE Z1 effettua un’osservazione dettagliata dell’area indicata.
Analisi
I dati vengono analizzati sulla piattaforma, nel Ground Control System o in un ambiente analitico esterno.
Le piattaforme HAPS e il livello intermedio
In futuro, tra i tradizionali UAV e i satelliti potrebbero operare anche le piattaforme HAPS (High Altitude Platform Systems). Si tratta di velivoli che operano a quote molto elevate e che possono fungere da ripetitori di comunicazione, sensori o componenti di un sistema di osservazione distribuito.
IRYDA+ SPACE Z1 dovrà essere progettato in modo tale che, nelle fasi successive di sviluppo, sia possibile integrarlo anche con questo tipo di infrastruttura.
Architettura a livelli di IRYDA+ SPACE
Il concetto previsto prevede la collaborazione tra diversi livelli del sistema – dalle piattaforme situate in prossimità della superficie terrestre alle infrastrutture orbitali.
- Ground Layer – operatori, Ground Control System, centri di analisi e infrastrutture a terra,
- UAV Layer – piattaforme autonome IRYDA+ che svolgono missioni sul campo,
- HAPS Layer – potenziali piattaforme di comunicazione e osservazione ad alta quota,
- Livello satellitare – comunicazione, navigazione, osservazione della Terra e fornitura di dati aggiuntivi,
- Data Layer – software, intelligenza artificiale, elaborazione dei dati e gestione delle missioni.
Sistema progettato per funzionare su più piattaforme
L’esperienza acquisita durante lo sviluppo di IRYDA+ X1, in particolare per quanto riguarda la gestione di più piattaforme da parte di un unico operatore, costituirà la base per l’ulteriore sviluppo dell’architettura multipiattaforma.
Nel caso di SPACE Z1, ciò implica la possibilità di una futura collaborazione tra piattaforme situate in località diverse, che utilizzano canali di comunicazione diversi e che realizzano parti di un’unica missione comune.
Una sola missione – molteplici fonti di dati
Il sistema finale non dovrebbe dipendere da un unico sensore, da un’unica piattaforma né da un unico canale di comunicazione.
Le informazioni possono provenire da UAV, altre piattaforme aeree, infrastrutture di terra, sistemi satellitari e banche dati esterne. Il compito del software sarà quello di integrare tali informazioni in un quadro situazionale coerente a disposizione dell’operatore.
Potenziali ambiti di applicazione
- il monitoraggio di vaste aree,
- protezione delle frontiere e delle infrastrutture critiche,
- osservazione di aree di difficile accesso,
- monitoraggio marittimo e costiero,
- gestione della crisi,
- valutazione degli effetti delle catastrofi naturali,
- monitoraggio degli incendi e dei rischi ambientali,
- monitoraggio delle infrastrutture energetiche e dei trasporti,
- supporto al riconoscimento e allo sviluppo della consapevolezza situazionale,
- operazioni che richiedono una comunicazione al di fuori della portata radio tradizionale,
- test delle tecnologie autonome e multipiattaforma,
- integrazione dei dati provenienti dagli UAV e dall’osservazione della Terra.
Architettura tecnologica prevista
Sistema di volo autonomo
Sistema di controllo e di esecuzione autonoma delle attività pianificate.
Comunicazioni satellitari
Moduli di comunicazione che consentono l’integrazione con determinati servizi satellitari.
Navigazione resiliente
L’integrazione di più fonti di dati al fine di ridurre la dipendenza da un unico sistema di navigazione.
Elaborazione a bordo
Computer di bordo destinato all’elaborazione dei dati e all’esecuzione di algoritmi autonomi.
Gestione delle missioni
Software che consente la pianificazione e la gestione di missioni complesse.
Architettura sicura dei dati
Sviluppo di un’architettura resiliente e multicanale per lo scambio e l’elaborazione dei dati.
IRYDA+ SPACE Z1 – percorso di sviluppo previsto
Concetto
Definizione dell’architettura del sistema, delle funzioni chiave e dei possibili partner tecnologici.
Integrazione
Integrazione di tecnologie selezionate nei settori della comunicazione, della navigazione, dell’elaborazione dati e dei sensori.
Dimostratore
Realizzazione e collaudo di una configurazione dimostrativa che consenta di verificare le funzionalità principali del sistema.
Sviluppo operativo
Ulteriori test, sviluppo dell’autonomia, integrazione di sistemi esterni e preparazione per future implementazioni.
Stato attuale del progetto
IRYDA+ come programma tecnologico a lungo termine
IRYDA+ X1 rappresenta il primo elemento del programma ad essere effettivamente sviluppato. IRYDA+ SPACE Z1 rappresenta un ulteriore livello di ambizione tecnologica: la combinazione di sistemi autonomi senza equipaggio con soluzioni tipiche del settore spaziale contemporaneo.
Lo sviluppo del programma avverrà in fasi successive, attraverso partnership tecnologiche, progetti di ricerca e sviluppo, progetti dimostrativi e l’integrazione delle tecnologie disponibili. L’obiettivo non è quello di sviluppare autonomamente tutti i componenti, bensì di creare un’architettura che consenta di integrare le migliori soluzioni disponibili in un unico sistema scalabile.
Partnership tecnologiche
La realizzazione del progetto IRYDA+ SPACE Z1 richiederà la collaborazione con soggetti in possesso di competenze tecnologiche specialistiche. MBF Group S.A. intende sviluppare il progetto in una formula aperta alla collaborazione industriale, scientifica e internazionale.
Spazio e satelliti
Operatori satellitari, produttori di terminali, soggetti che sviluppano sistemi di comunicazione e di osservazione della Terra.
UAV e settore aerospaziale
Produttori di piattaforme aeree, sistemi avionici, sensori e apparecchiature di bordo.
IA e software
Partner specializzati nello sviluppo di intelligenza artificiale, analisi dei dati, autonomia e software di gestione delle missioni.
Navigazione
Aziende che sviluppano tecnologie GNSS, INS, navigazione visiva e fusione multisensoriale dei dati.
Telecomunicazioni
Partner che sviluppano sistemi di comunicazione sicuri, comunicazioni BLOS e soluzioni multicanale.
Ricerca e sviluppo
Università, istituti di ricerca, centri tecnologici e partner interessati a progetti comuni di ricerca e sviluppo.
Vi invitiamo a collaborare al progetto IRYDA+ SPACE Z1
MBF Group S.A. invita a partecipare alle discussioni i partner tecnologici, gli operatori satellitari, i produttori di componenti, gli istituti di ricerca, le università, gli integratori di sistemi e le entità del settore aerospaziale e spaziale interessate a contribuire alla realizzazione della prossima fase del programma IRYDA+.
Siamo particolarmente interessati alle tecnologie nei settori della comunicazione satellitare, della navigazione resiliente, del GNSS, della fusione dei sensori, dell’Edge AI, dell’elaborazione dati a bordo, dell’osservazione della Terra, degli HAPS, della trasmissione sicura dei dati e dei sistemi autonomi multipiattaforma.
IRYDA+ SPACE Z1 è un progetto che si trova nella fase concettuale e di sviluppo. Le informazioni qui riportate descrivono le direzioni tecnologiche previste e la potenziale architettura del sistema. Non costituiscono né le specifiche tecniche del prodotto finito né una dichiarazione di disponibilità delle singole funzioni. I parametri, la configurazione, l’ambito di integrazione e il calendario del progetto saranno definiti man mano che procederanno le attività di ricerca e sviluppo e si rafforzerà la collaborazione con i partner tecnologici.
