Skydio si conferma leader nel campo dei droni autonomi grazie a Formlabs

In passato, i sistemi aerei senza pilota (UAS), talvolta denominati veicoli aerei senza pilota (UAV), richiedevano la presenza di una persona che li manovrasse a distanza. Affinché il collegamento fosse affidabile, occorreva essere fisicamente vicini al drone, cosa che ne limitava il raggio d'azione e l'efficacia. Negli ultimi anni, le aziende produttrici di droni hanno iniziato a integrare nei loro sistemi funzionalità di autonomia, che hanno permesso di creare nuovi casi d'uso e di acquisire più informazioni. 

Skydio ha preceduto la concorrenza dedicandosi innanzitutto allo sviluppo dei software, presentando un sistema di volo completamente autonomo. "Pilotare questi droni richiede da sempre molta competenza. Con i droni tradizionali si verificano molti incidenti o si ottengono video di qualità scadente. I nostri droni sono diversi: non solo realizzano riprese perfette, ma evitano anche gli alberi, viaggiano in modo intelligente e seguono automaticamente il soggetto. Siamo i migliori al mondo nel campo dei voli autonomi", ha affermato Weinhoffer. 

Un livello di autonomia di questo tipo apre le porte a moltissime nuove opportunità per il settore dei droni. Le agenzie di pubblica sicurezza possono utilizzarli per effettuare i rilievi di un incidente o di una scena del crimine per ricostruire digitalmente l'accaduto, senza dover impiegare personale per monitorare il drone o pagare un servizio di assistenza. Le aziende di servizi pubblici, le imprese di ingegneria civile e gli enti statali utilizzano i droni Skydio per condurre ispezioni approfondite dei loro siti e possono schierare quelli con un Dock installato in modo permanente, configurando un monitoraggio pressoché continuo senza l'impiego di risorse aggiuntive. Trattandosi di applicazioni in aree spesso difficili da raggiungere, i droni di Skydio devono essere resistenti e ben progettati. Grazie alla stampa 3D SLA, l'azienda può realizzare prototipi molto simili alla parte finale stampata a iniezione che consentono di valutare i requisiti necessari.

La progettazione dei droni comporta dei compromessi. I modelli più pesanti non sono in grado di volare a lungo come quelli più leggeri. Tuttavia, questi ultimi non hanno la capacità di calcolo necessaria per operare in modo autonomo e l'aggiunta delle funzionalità necessarie per poter volare in autonomia ne aumenta il peso e quindi incide sulla durata del volo. Insomma, la progettazione dei droni richiede continue modifiche al design, aggiustamenti incrementali e test approfonditi. "Stiamo sviluppando moltissimi processi informatici per supportare il volo autonomo. Ogni decisione comporta un compromesso in termini di prestazioni che si ripercuote su ogni componente hardware ed elettronico."

Per apportare piccole modifiche alla geometria dei componenti e verificare come queste influiscono sulla durata del volo o sulla resistenza agli urti, i team hardware eseguono le stampe durante la notte per ottenere dati che supportino il processo di sviluppo. 

Grazie alla sua rapidità nel prendere decisioni ed eseguire i necessari protocolli di test, Skydio è riuscita a rispettare le scadenze e ad aggiudicarsi diversi contratti. Per un importante programma di ricerca del governo statunitense, molte aziende di droni hanno partecipato a una gara d'appalto pubblica in cui occorreva rispettare scadenze rigide e competitive per presentare prodotti che soddisfacessero le specifiche del governo. Skydio è riuscita a ottenere l'appalto perché è stata in grado di sviluppare velocemente l'hardware, grazie anche alle stampanti Formlabs.

"Non avevamo il controllo sulla data ed era fondamentale che sviluppassimo insieme hardware e software. I tempi di realizzazione delle parti di produzione erano molto stretti. Abbiamo subito messo in funzione la Form 3+, che ha lavorato senza sosta, dopodiché è stato tutto in discesa: l'hardware che dovevamo modificare era pronto", ha raccontato Weinhoffer. 

In un ambiente di test esterno come quello delle gare d'appalto federali, avere a disposizione parti provvisorie stampate in 3D in grado di simulare resistenza, robustezza, stabilità e rigidità delle parti stampate a iniezione o realizzate mediante lavorazione meccanica è fondamentale. Se da una parte Skydio si serve di parti prodotte con la modellazione a deposizione fusa (FDM) per i test rapidi di forma e aderenza, dall'altra utilizza gli apparecchi Formlabs per i test funzionali sui design di prototipi per la fase finale. "La SLA è utile perché ci consente di ottenere il più rapidamente possibile una parte molto simile a quella di produzione. Riuscire a realizzare parti che abbiano proprietà simili a quelle del materiale di produzione è incredibile", ha affermato Weinhoffer. 

Skydio utilizza la Rigid 4000 Resin per la sua stabilità e resistenza al calore e agli urti, e la Tough 2000 Resin per la sua somiglianza con le plastiche stampate a iniezione. La trasparenza superficiale conferita dalla Clear Resin è fondamentale per le fasi di ispezione, in quanto permette di vedere come i cavi sono instradati all'interno dei droni contenenti molti componenti elettronici. Per la creazione rapida di attrezzature o i test funzionali di nuovi design di guarnizioni e sigillanti, i team utilizzano l'Elastic Resin o la Durable Resin.

La resistenza è una proprietà fondamentale per i fissaggi di prova e i componenti montati sui veicoli. Per questo, i fissaggi di prova per i componenti dei droni vengono progettati per la realizzazione su stampanti Form 3+, in modo da poter sfruttare la resistenza meccanica della Rigid 4000 Resin o la resistenza agli urti della Tough 2000 Resin. 

Durante la fase di test delle radiofrequenze per lo sviluppo di un drone, il team ha collocato le parti in una camera di misurazione dell'antenna che esclude le onde radio esterne. Questa operazione richiedeva un fissaggio resistente in grado di assicurare le parti su una piattaforma rotante robotica, ma non si poteva usare il metallo perché avrebbe compromesso l'esperimento. Weinhoffer ha quindi progettato e stampato un fissaggio in Rigid 4000 Resin da fissare alla camera per garantire l'allineamento corretto delle antenne durante i test. 

In un altro caso, il team doveva trovare un modo per creare in-house prototipi di isolanti anti-vibrazioni in gomma, ma l'esternalizzazione della produzione sarebbe stata costosa e avrebbe richiesto molto tempo. Prendendo spunto da un whitepaper di Formlabs, il team di sviluppo di hardware ha stampato diversi master che sono stati utilizzati per testare la capacità di isolamento delle vibrazioni di diversi design.

Skydio viene scelta da un'ampia gamma di settori e acquirenti grazie alla sua accessibilità e facilità di utilizzo: il volo autonomo è infatti sufficientemente avanzato da eliminare le preoccupazioni e la pianificazione relative al suo impiego. Le forze dell'ordine possono dedicarsi alla raccolta di informazioni sulle scene del crimine anziché concentrarsi sul volo, mentre le imprese edili possono utilizzare droni e prodotti Dock per i progetti pluriennali senza preoccuparsi di eventuali lacune nelle ispezioni. Weinhoffer applica la stessa filosofia anche alla stampa 3D: se non è una tecnologia accessibile, non può dimostrare il suo valore in laboratorio. "Le stampanti Formlabs sono facilissime da usare e sono accessibili a molti membri del nostro team di ingegneria. La possibilità di aggiungere altre Form 3+ e di concedere ai team uno o due giorni extra, consentendo loro di lavorare rapidamente, è estremamente importante per noi", ha affermato Weinhoffer. 

Con l'ampliamento delle linee di prodotti e lo sviluppo di soluzioni personalizzate, la stampa 3D è diventata più di un semplice strumento per Skydio, poiché ha permesso ai team hardware di restare al passo con i ritmi incalzanti del software. 

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