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Alla fine del 2019, dopo anni di studio di ingegneria aeronautica e aerospaziale, Hector (Haofeng) Xu ha deciso di imparare a pilotare elicotteri. All’epoca stava conseguendo il dottorato di ricerca presso il Dipartimento di aeronautica e astronautica del MIT, quindi conosceva i rischi associati al volo di piccoli aerei. Ma qualcosa nell’essere nella cabina di pilotaggio ha dato a Xu una maggiore consapevolezza di questi rischi. Dopo un paio di esperienze snervanti, ha avuto l’ispirazione di rendere più sicuro il volo in elicottero.
Nel 2021 ha fondato la società di elicotteri autonomi Rotor Technologies, Inc.
Si scopre che i quasi incidenti di Xu non sono stati poi così unici. Sebbene i grandi aerei passeggeri commerciali siano estremamente sicuri, ogni anno negli Stati Uniti muoiono persone a bordo di piccoli aerei privati. Molte di queste vittime si verificano durante i voli in elicottero per attività come spolveratura dei raccolti, lotta agli incendi ed evacuazioni mediche.
Rotor sta adattando gli elicotteri esistenti con una suite di sensori e software per rimuovere il pilota da alcuni dei voli più pericolosi ed espandere i casi d’uso per l’aviazione in modo più ampio.
“La gente non si rende conto che i piloti rischiano la vita ogni giorno negli Stati Uniti”, spiega Xu. “I piloti volano contro i cavi, rimangono disorientati in condizioni meteorologiche avverse o perdono comunque il controllo, e quasi tutti questi incidenti possono essere prevenuti con l’automazione. Stiamo iniziando prendendo di mira le missioni più pericolose.”
Le macchine autonome di Rotor sono in grado di volare più velocemente e più a lungo e di trasportare carichi utili più pesanti rispetto ai droni alimentati a batteria e, lavorando con un modello di elicottero affidabile che esiste da decenni, l’azienda è stata in grado di commercializzarlo rapidamente. Gli aerei autonomi di Rotor stanno già volando nei cieli attorno al quartier generale di Nashua, nel New Hampshire, per voli dimostrativi, e i clienti potranno acquistarli entro la fine dell’anno.
“Molte altre aziende stanno cercando di costruire nuovi veicoli con molte nuove tecnologie su cose come materiali e gruppi propulsori”, afferma Ben Frank ’14, direttore commerciale di Rotor. “Stanno cercando di fare di tutto. Siamo davvero concentrati sull’autonomia. Questo è ciò in cui siamo specializzati e ciò che pensiamo porterà il più grande cambiamento radicale per rendere il volo verticale molto più sicuro e accessibile”.
Costruire una squadra al MIT
Come studente universitario all’Università di Cambridge, Xu ha partecipato al Cambridge-MIT Exchange Program (CME). Apparentemente il suo anno al MIT è andato bene: dopo essersi laureato a Cambridge, ha trascorso i successivi otto anni presso l’Istituto, prima come studente di dottorato, poi come postdoc e infine come ricercatore affiliato al Dipartimento di aeronautica e astronautica del MIT (AeroAstro), un posizione che ricopre ancora oggi. Durante il programma ECM e il suo post-doc, Xu è stato consigliato dal professor Steven Barrett, che ora è a capo di AeroAstro. Xu afferma che Barrett ha svolto un ruolo importante guidandolo nel corso della sua carriera.
“La tecnologia del rotore non è uscita dai laboratori del MIT, ma il MIT ha davvero plasmato la mia visione della tecnologia e del futuro dell’aviazione”, afferma Xu.
Il primo assunto di Xu è stato il Chief Technology Officer di Rotor Yiou He SM ’14, PhD ’20, con cui Xu ha lavorato durante il suo dottorato. La decisione è stata un segno di quello che sarebbe successo: il numero degli affiliati al MIT presso l’azienda di 50 persone è ora a doppia cifra.
“All’inizio il team tecnico principale era composto da un gruppo di dottorandi del MIT, e sono alcuni dei migliori ingegneri con cui abbia mai lavorato”, afferma Xu. “Sono davvero intelligenti e durante la scuola di specializzazione hanno costruito alcune cose davvero fantastiche al MIT. Questo è probabilmente il fattore più critico per il nostro successo”.
Per aiutare a far decollare Rotor, Xu ha collaborato con il MIT Venture Mentoring Service (VMS), l’Industrial Liaison Program (ILP) del MIT e il programma New England Innovation Corps (I-Corps) della National Science Foundation nel campus.
Una delle prime decisioni chiave è stata quella di lavorare con un noto aereo della Robinson Helicopter Company piuttosto che costruire un aereo da zero. Robinson richiede già una revisione dei suoi elicotteri dopo circa 2.000 ore di volo, ed è allora che interviene Rotor.
Il nucleo della soluzione di Rotor è il cosiddetto sistema “fly by wire”: un insieme di computer e motori che interagiscono con le funzionalità di controllo di volo dell’elicottero. Rotor dota inoltre gli elicotteri di una suite di strumenti e sensori di comunicazione avanzati, molti dei quali sono stati adattati dall’industria dei veicoli autonomi.
“Crediamo in un futuro a lungo termine in cui non ci saranno più piloti nella cabina di pilotaggio, quindi stiamo costruendo questo paradigma di pilotaggio remoto”, afferma Xu. “Significa che dobbiamo costruire robusti sistemi autonomi a bordo, ma significa anche che dobbiamo costruire sistemi di comunicazione tra l’aereo e la terra”.
Rotor è in grado di sfruttare la catena di fornitura esistente di Robinson e i potenziali clienti si sentono a proprio agio con un aereo con cui hanno lavorato in precedenza, anche se nessuno è seduto al posto di pilotaggio. Una volta che gli elicotteri di Rotor sono in volo, la startup offre il monitoraggio 24 ore su 24, 7 giorni su 7 dei voli con un sistema di supervisione umana basato su cloud che l’azienda chiama Cloudpilot. La compagnia sta iniziando con voli in aree remote per evitare il rischio di lesioni umane.
“Abbiamo un approccio molto attento all’automazione, ma manteniamo anche un esperto umano altamente qualificato nel circuito”, afferma Xu. “Otteniamo il meglio dai sistemi autonomi, che sono molto affidabili, e il meglio dagli esseri umani, che sono davvero bravi nel prendere decisioni e nell’affrontare scenari inaspettati”.
Decollano gli elicotteri autonomi
Usare piccoli aerei per svolgere attività come combattere gli incendi e consegnare merci a siti offshore non solo è pericoloso, ma è anche inefficiente. Esistono restrizioni sulla durata del volo dei piloti e non possono volare in condizioni meteorologiche avverse o di notte.
La maggior parte delle opzioni autonome oggi sono limitate da batterie piccole e capacità di carico utile limitate. L’aereo di Rotor, denominato R550X, può trasportare carichi fino a 1.212 libbre, viaggiare a più di 120 miglia all’ora ed essere dotato di serbatoi di carburante ausiliari per rimanere in aria per ore alla volta.
Alcuni potenziali clienti sono interessati a utilizzare l’aereo per prolungare i tempi di volo e aumentare la sicurezza, ma altri vogliono utilizzare le macchine per tipi di applicazioni completamente nuovi.
“È un nuovo velivolo che può fare cose che altri velivoli non potrebbero fare – o forse anche se tecnicamente potessero, non farebbero con un pilota”, dice Xu. “Si potrebbe anche pensare a nuove missioni scientifiche rese possibili da questo. Spero di lasciare all’immaginazione delle persone il compito di capire cosa possono fare con questo nuovo strumento.”
Rotor prevede di vendere una piccola manciata di velivoli quest’anno e di scalare la produzione per produrre da 50 a 100 velivoli all’anno.
Nel frattempo, a lungo termine, Xu spera che Rotor abbia un ruolo nel riportarlo sugli elicotteri e, infine, nel trasportare gli esseri umani.
“Oggi, il nostro impatto ha molto a che fare con la sicurezza e stiamo risolvendo alcune delle sfide che hanno bloccato gli operatori di elicotteri per decenni”, afferma Xu. “Ma penso che il nostro più grande impatto futuro sarà cambiare la nostra vita quotidiana. Sono entusiasta di volare su velivoli a decollo e atterraggio verticale più sicuri, più autonomi e più convenienti, e spero che Rotor possa svolgere un ruolo importante nel consentire ciò”.
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