Capita più spesso di quello che pensiamo che tecnologie create in origine per l’ambito militare portino benefici a tutti noi nella quotidianità. Un esempio principe è quello del GPS. Potrebbe accade lo stesso con un’idea degli scienziati del Laboratorio di ricerca dell’esercito degli Stati Uniti, che consiste in una soluzione per localizzare esseri umani e robot in aree in cui il GPS non è disponibile.

L’idea parte dal fatto che nelle zone di guerra i soldati possano trovarsi in ambienti complessi che impediscono di trasmettere la loro posizione con le tecniche tradizionali. Allargando gli orizzonti, pensate che in una situazione simile si trovano anche (per esempio) i civili sepolti sotto alle macerie in seguito a un terremoto o a un crollo. Uno scenario non molto differente da quello da cui sono partiti i ricercatori Gunjan Verma e Fikadu Dagefu: militari e agenti da localizzare in ambienti fisicamente complessi, dalla struttura sconosciuta e poveri di infrastrutture – perché assenti o distrutte dal nemico.

Gli scienziati del laboratorio di ricerca dell’esercito americano Dr. Fikadu Dagefu (a sinistra) e Gunjan Verma (a destra). Crediti: U.S. Army, Jhi Scott

 

Le tecniche tradizionali sarebbero inefficaci, quindi Dagefu e Verma hanno sviluppato una nuova tecnica che consente di determinare la direzione di arrivo (Direction of Arrival, o semplicemente DoA) di una sorgente di segnale a radiofrequenza, riducendone il disturbo. La loro è una tecnica software, non un dispositivo fisico. Detto in parole povere, hanno sviluppato un algoritmo che filtra i segnali ricevuti in modo da poterli interpretare con maggior precisione.

Scendendo nei dettagli tecnici, l’idea di base è che il gradiente dell’intensità del segnale ricevuto, o RSS, (indicativamente è una grandezza che varia in funzione dei suoi diversi parametri) trasporta informazioni sulla direzione della sorgente. Altrimenti detto: quando si riceve un segnale, questo contiene anche informazioni sulla sua provenienza. In presenza di elementi di propagazione indesiderati (in gergo tecnico lo “shadowing correlato”), come per esempio grandi ostacoli, i campioni RSS falsano il rilevamento della posizione di partenza.

I ricercatori hanno quindi ideato un algoritmo che modella in modo statistico il gradiente RSS e corregge i valori anomali e le correlazioni spaziali. Immaginatevi di ascoltare una stazione radio molto disturbata, e di applicare un programma che filtra il segnale in modo da eliminare il rumore e sentire più chiaramente la trasmissione. L’idea è più o meno questa, ma non riguarda una trasmissione audio bensì un segnale di posizione, che è una questione molto più complessa.

U.S. army. Crediti: Depositphotos

 

Non è una bacchetta magica, perché qualora il segnale fosse estremamente rumoroso, il risultato è che non verrebbe indicata alcuna DoA (una stima del tutto sbagliata può essere più dannosa di una mancata stima). Se il segnale non è troppo carico di disturbo, allora l’algoritmo restituisce la stima della posizione di provenienza, accompagnata dal margine di incertezza.

La prospettiva che offre questa idea è interessante. Il fatto che non richieda infrastrutture fisse e conoscenze pregresse dell’ambiente è importante, perché per esempio nel crollo di un edificio avere la planimetria originaria non servirebbe a nulla. Inoltre, il documento con i dati e i parametri della ricerca e delle simulazioni effettuate è pubblico, quindi in caso di emergenza civile potrebbe essere una risorsa preziosa. Con la speranza che anche questa ricerca militare, così com’è accaduto in passato, venga condivisa al più presto con la comunità scientifica internazionale.