Progetto STRESS, ricerca per droni autonomi senza pilota

Stress Project coordinato dall'azienda italiana Deep Blue.


Il progetto di ricerca europeo STRESS, iniziato nel 2016 e coordinato dall’azienda italiana Deep Blue, sviluppa linee guida di progettazione per favorire una transizione verso sistemi altamente automatizzati. Il processo è avviato ed è solo questione di tempo. La transizione verso sistemi altamente (o completamente) automatizzati nel settore dei trasporti è inevitabile. Gli investimenti in questo settore di ricerca si moltiplicano e vedono protagoniste alcune tra le più importanti multinazionali come Google, Tesla e Amazon.

Anche il sistema di gestione del traffico aereo è in continua trasformazione e l’Unione Europea, tramite il programma SESAR (Single European Sky ATM Research), ha fra i suoi obiettivi quello di facilitare il lavoro dei controllori di volo, trasferendo una parte (e in alcuni casi la totalità) dei compiti a nuove tecnologie con funzioni automatiche.

All’interno di questa linea di ricerca si inserisce il progetto europeo STRESS, coordinato da Deep Blue, un’azienda italiana con sede a Roma con una notevole esperienza sui processi di interazione tra uomo e macchina. Il progetto – che vede la presenza di partner provenienti da Francia e Turchia ed il contributo di EUROCONTROL – può contare sull’esperienza di un altro ente di ricerca italiano, tra i piú avanzati a livello Internazionale nell’applicazione delle Neuroscienze nel settore industriale, quello dell’Università Sapienza di Roma e del prof. Fabio Babiloni, del Dipartimento di Medicina Molecolare.

Nei due anni di progetto iniziati nel 2016, STRESS andrà a studiare tramite misure neurofisiologiche le risposte cognitive dei controllori di volo sottoposti a scenari che prevedono differenti livelli di automazione. Attraverso queste analisi il progetto si propone di sviluppare delle linee guida di progettazione che aiutino a scegliere il miglior livello di automazione a seconda degli ambiti di utilizzo, a partire da due esigenze fondamentali: automazione (semplificazione di un lavoro, riduzione del carico di lavoro, miglioramento del lavoro umano) e sicurezza.

Le linee guida tracciate dal progetto STRESS potranno essere utilizzate in molteplici ambiti in cui si stanno gradualmente inserendo tecnologie automatizzate: controllo del traffico aereo, guida di aerei, automobili senza pilota, droni autonomi senza pilota. La linea di ricerca adottata da STRESS è del tutto nuova ed è la più avanzata in questo campo, e andrà a raccogliere nuovi dati ancora non presenti in letteratura. I maggiori fattori di rischio a cui un controllore di volo è sottoposto includono lo stress, l’attenzione, il carico di lavoro mentale e il mantenimento delle sue piene capacità cognitive. 

Fino ad oggi questi fattori avevano una misura principalmente soggettiva e venivano valutati attraverso questionari o interviste. La domanda che i ricercatori di STRESS si sono posti allora è stata: come ottenere una misura oggettiva di questi fattori? La risposta è stata trovata negli strumenti di misurazione neurofisiologica, capaci di monitorare e misurare in tempo reale le risposte cognitive dei controllori di volo. 

Il sistema è stato testato in Turchia presso la Facoltà di Aeronautica dell’Università di Anadolu, dove vengono istruiti e formati professionalmente i futuri controllori del traffico aereo. Tra questi ne sono stati selezionati 16 che sono stati sottoposti a una simulazione in cui venivano utilizzati gli stessi strumenti utilizzati nelle sale di controllo. All’interno di questa simulazione sono stati indotti differenti livelli di stress, attenzione e carico di lavoro, per verificare che gli strumenti sviluppati fossero in grado di misurarli con accuratezza. Il team di progetto è già riuscito a verificare l’affidabilità dell’indice di carico di lavoro, capace di misurare, in tempo reale, la “fatica” mentale che il controllore sta vivendo. STRESS sta attualmente analizzando i dati relativi a stress e attenzione.

Una seconda simulazione si terrà a Gennaio presso l’École Nationale de l'Aviation Civile di Tolosa, uno degli istituti di formazione di piloti e controllo del traffico aereo più importanti in Europa, dove verranno studiati diversi livelli di automazione. In particolare, si partirà dagli attuali livelli di automazione presenti nelle sale di controllo Europee, per passare poi a sistemi con un altissimo livello di funzioni automatiche e poi ad una situazione senza alcun livello di automazione, con il totale controllo delle attività nelle mani dei controllori. Tutto questo servirà a verificare ad esempio come variano alcune abilità umane in relazione ai livelli di automazione e cosa succede nel cervello di un esperto, abituato ad utilizzare sistemi automatizzati, quando è costretto improvvisamente a tornare al controllo diretto. 

Questi studi non hanno lo scopo di trarre delle conclusioni definitive ma di aumentare il livello di comprensione dell’interazione tra uomo e macchina, e sviluppare sistemi con un sempre più alto grado di sicurezza; ed evitare, ad esempio, disastri aerei come quello del volo Air France 447, in cui nel 2009 persero la vita 228 persone, a causa di un guasto che ha mandato in tilt il computer di bordo dell’aereo. In quel caso i piloti si trovarono ad affrontare uno dei problemi più spinosi legati all’automazione, la perdita di consapevolezza di cosa esattamente il sistema stia facendo e perché. Riprendere il controllo manuale di un’attività gestita fino a quel momento da un sistema tecnologico, soprattutto se con poco tempo a disposizione, è una delle situazioni più difficili che un operatore possa trovarsi a gestire. 

Di una cosa i ricercatori di Deep Blue sono abbastanza convinti: “Il più alto livello di automazione non è sempre il migliore.” Secondo Luca Save “Il punto è trovare, per ogni contesto, il giusto equilibrio tra le mansioni umane e quelle svolte in automatico. In altre parole, automazione non significa sostituire il lavoro umano ma affiancarlo ed integrarlo, in modo da sfruttare al meglio sia le caratteristiche umane che quelle dell’automazione”.

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Progetto STRESS, ricerca per droni autonomi senza pilota
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