Fondazione Leonardo: L’IMPORTANZA DELLO SVILUPPO E DELL’USO DI SISTEMI UNMANNED NEL SETTORE SUBACQUEO
L’innovazione tecnologica è, da sempre, il principale fattore che condiziona l’evoluzione umana in tutti i suoi campi in quanto risponde all’intrinseco bisogno di esplorare e comprendere la realtà che ci circonda per progredire e migliorare la qualità di vita dell’uomo. Osservando la Terra dallo spazio si prende subito consapevolezza di vivere in un mondo che di “terrestre” ha ben poco; infatti, gli oceani coprono circa il 70% della superficie globale. Il “mare”, elemento straordinario del nostro pianeta, sostiene la vita, genera il 50% dell’ossigeno presente nell’atmosfera, assorbe l’anidride carbonica (CO2) ed è parte attiva nel complesso processo della regolazione del clima influenzando temperature e precipitazioni. Il “mare” è la principale via di comunicazione per i flussi commerciali, la maggior parte delle merci distribuite nel mondo ogni giorno è trasportata via mare. Oceani e mari costituiscono anche le principali riserve di cibo, risorse minerali ed energia; a tal proposito si stima che nel 2050 oltre il 50% delle risorse energetiche e minerarie verranno estratte dal mare per compensare la progressiva riduzione delle risorse energetiche ad oggi impiegate. Il mare diventerà, ed in parte lo è già, la sede di potenziali interessi conflittuali, soprattutto per quanto riguarda la reclamation di “Zone Economiche Esclusive” in cui sono presenti giacimenti di idrocarburi, REE (Rare Earth Elements), PGM (Platinum Group Metals) o altro. Il controllo di queste risorse minerarie strategiche sta riscrivendo gli equilibri economici e geopolitici del pianeta in quanto dette materie prime sono indispensabili per le nuove tecnologie dell’informazione e della comunicazione. In tale ottica il futuro dell’Italia non può prescindere dalle principali implicazioni geopolitiche e geoeconomiche derivanti dalla centralità del “mare” che va ben oltre il Mare nostrum o il “Mediterraneo allargato”, traguardando verso orizzonti che spaziano dagli oceani fino al mare Artico, negli ultimi anni sotto i riflettori mondiali per l’opportunità che offre, a seguito dello scioglimento dei ghiacciai, di poter accedere a risorse energetiche prima non raggiungibili. Quanto appare delineato apre nuove impegnative sfide verso tutta quella porzione di mare sotto la superficie, aree fino ad oggi per lo più inesplorate in quanto non accessibili con la tecnologia fino a pochi anni fa disponibile.
Gli oceani sono anche una potenziale fonte di energia i cui metodi per lo sfruttamento della forza di onde, correnti e maree sono in fase di sperimentazione attraverso pochi prototipi, le cui potenzialità sono molto promettenti. Il “mare” è anche un biosistema da proteggere, le attività umane sulla terra hanno un impatto ambientale non più trascurabile che sta trasformando l’ecosistema marino mettendo a rischio la sopravvivenza degli organismi presenti: come l’acidificazione degli oceani correlata all’aumento di CO2 presente nell’atmosfera.
La visione strategica del “mare” coniuga esigenze economiche, ambientali e di conseguenza anche militari legate alla sicurezza marittima in termini di deterrenza verso potenziali minacce e alla difesa degli interessi del nostro Paese in termini di autonomia strategica. Per rispondere alle esigenze dirette e indirette connesse al “mare”, si rende necessario nell’immediato futuro imprimere un forte impulso allo sviluppo e all’impiego sistematico e sinergico di mezzi e sistemi unmanned in grado di far fronte e superare tutte le sfide imposte dal “mare” soprattutto nel dominio underwater, da affiancare agli attuali sistemi per espanderne le capacità net-centriche, operative verticali, orizzontali ed expeditionary e, perché no, anche l’interdisciplinarietà e l’interministerialità di detti asset. Quanto delineato presuppone un approccio cooperativo, coordinato, integrato e sinergico di tutti gli attori coinvolti (istituzioni, agenzie, università, industrie, ricercatori e sviluppatori) che richiede uno sforzo comune continuo volto ad assicurare al “Sistema Paese” quella tecnologia allo stato dell’arte e al tempo stesso predittiva delle esigenze future.
Lo sviluppo dei sistemi unmanned nel settore subacqueo dovrà essere pervasivo e interessare tutte le tipologie di sistemi, dagli UUVs (Unmanned Underwater Vehicles) agli USVs (Unmanned Surface Vehicles), definiti spesso nel linguaggio corrente con il termine di “droni”. Detti assetti eterogenei per capacità, dimensioni e missioni espletabili dovranno essere in grado di cooperare in sinergia tra di loro e con i tradizionali asset subacquei e di superficie e di dialogare tra loro attraverso protocolli di comunicazione standardizzati, dovranno essere quanto più possibile modulari e dovranno assicurare elevate endurance. Ampliare la capacità subacquea in campo nazionale, sviluppando ed acquisendo il necessario know how è essenziale per un paese come l’Italia che ha circa 8.300 km di costa e che vuole continuare ad essere il crocevia delle principali rotte commerciali. I droni underwater saranno chiamati ad operare in sinergia e cooperazione agli assetti subacquei e di superficie tradizionali anche in aree o zone non accessibili a quest’ultimi o fino ad oggi non esplorate, vedasi ad esempio la colonna d’acqua sotto le calotte artiche, in autonomia e con capacità di problem solving mediante algoritmi di artificial intelligence. L’Italia dovrà necessariamente potenziare il framework tecnologico sviluppando tutte quelle tecnologie abilitanti in grado di assicurare una flotta di unmanned subacquei e di superficie interconnessi e in grado di operare a distanze over the horizon grazie alla presenza di docking stations subacquee installate in posizioni intermedie per operazioni di ricarica e di trasmissione e acquisizione dei dati di missione mediante connessioni di tipo through-water. Nel potenziamento del citato framework tecnologico saranno da sviluppare anche quelle tecnologie abilitanti relative all’impiego congiunto di sistemi UAS (Unmanned Aircraft System) deployables con sistemi subacquei tradizionali (es. sommergibili) e/o unmanned. Ciò avrà anche un ruolo decisivo nel migliorare il tempo di operatività di tali asset in grado di intervenire più rapidamente e con maggiore efficienza, riducendo al contempo, sensibilmente i costi e la carbon footprint. Lo sviluppo di software e algoritmi di AI, le cui potenzialità non sono state ancora del tutto espresse, per i drone swarm, cioè per quelle piattaforme subacquee eterogenee che per dimensioni e tipologia di impiego, sono in grado di lavorare in sciame con un unico obiettivo finale, dovrà assicurare capacità di adattarsi a diversi scenari e all’evoluzione in tempo reale dell’ambiente operativo in modalità operatore out of the loop, con la possibilità di cambiare nella modalità on or in the loop a seconda delle necessità. Parallelamente per i drone swarm si dovrà sviluppare l’expertise in campo cyber per aumentare la resilienza e impedire a terzi, non desiderati, di decifrare il linguaggio dello sciame per modificare o copiare dati di sistema o di missione.
Gli unmanned underwater dovranno essere in grado di adempiere ad una ampia gamma di missioni di cui si riporta un elenco non esaustivo: Intelligence, Surveillance, and Reconneissance, Mine Counter Measure, Anti-Submarine Warfare, Ispezione e Identificazione di oggetti, Oceanografia, Communication and Navigation Network Nodes, Payload Delivery, Information Operations, Time Critical Strike, Harbour Protection, protezione, monitoraggio e manutenzione di infrastrutture critiche subacquee, estrazione di idrocarburi e/o minerali rari, monitoraggio e protezione di siti archeologici e aree protette subacquee, monitoraggio ambientale e decontaminazione di sostanze pericolose.
In conclusione, sarà necessario prevedere una forma di governance con una visione d’insieme che coniughi tutte le esigenze rappresentate in una roadmap underwater “sostenibile” che, attraverso uno sforzo sinergico dell’ingegno del settore accademico e industriale e della strategia governativa, assicuri alla Nazione il necessario sviluppo tecnologico in un settore di prioritaria importanza quale quello underwater.
Fonte: Fondazione Leonardo
Articolo a firma di Giuseppe Oliva e Luisa Riccardi
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