L’intelligenza real-time di velivoli, auto, macchinari, impianti e macchinari industriali o prodotti di uso quotidiano, come elettrodomestici, smartphone, videocamere e pc portatili? È quella che viene fornita dai sistemi embedded, soluzioni hardware e software, systems on a chip, basate su microprocessori dedicati che elaborano informazioni per monitorare e controllare le funzionalità dell’oggetto in cui sono incapsulati. In un fattore forma di ridottissime dimensioni possono contenere unità di elaborazione grafica, encoder/decoder video, dispositivi di connettività, gps, controllori audio e video e sensori, come accelerometri, giroscopi, magnetometri, termometri. Proprio per la loro capacità di elaborare e scambiare informazioni con l’ambiente fisico in cui operano, i sistemi embedded rappresentano la nuova frontiera del mercato manifatturiero. Sono la forma più avanzata di IoT di prodotti connessi. Secondo Global Market Insight, il mercato mondiale delle soluzioni embedded vale 140 miliardi di dollari e la previsione è di una crescita media annua, da qui al 2032, del 6%. Insomma, nel giro dieci anni il valore potrebbe tranquillamente superare i 250 miliardi.
Una prospettiva di sviluppo di cui è ben consapevole il Gruppo Txt, con un forte posizionamento nel mercato dell’innovazione digitale, che con Txt E-tech (società controllata al 100% dalla capogruppo Txt e-solutions) realizza sistemi embedded che vengono integrati in velivoli e automobili. Si tratta di una competenza distintiva della società presieduta da Daniele Misani «e sulla quale vogliamo puntare ancora di più in futuro», spiega Michele Capiluppi, Head Embedded Systems di Txt, «In quest’area il nostro target di crescita 2023 è del 15% YoY e che si traduce in sia in un piano di investimenti su tecnologie del settore e sia di assunzioni per aumentare di circa il 20% il nostro team di ingegneri sempre anno su anno». Questa attività genera già oltre 20 milioni di fatturato e in parte deriva dalle competenze ultratrentennali che Txt ha sviluppato nel settore Aerospace. Il Gruppo ha ricevuto quest’anno, da Leonardo S.p.A, per la seconda volta consecutiva, il Leonardo Supplier Award, premio che riconosce a Txt “il ruolo di fornitore chiave per l’impegno verso l’eccellenza, lo spirito di collaborazione e i risultati raggiunti”.
Sono una molteplicità le attività in cui è coinvolta Txt nel settore avionico: dai sistemi di navigazione alle soluzioni per l’equipaggio di cabina fino ad arrivare ai sistemi che permettono di ridurre il consumo di carburante. Tra i nuovi progetti, ancora in fase sperimentale, lo sviluppo di un Flight Termination System certificato, una soluzione per l’atterraggio autonomo di emergenza per velivoli senza pilota nell’ambito dell’urban air mobility. O, ancora, soluzioni software a bordo dei droni. «In molti dei velivoli e auto oggi in circolazione c’è un modulo software sviluppato o testato, validato e certificato da Txt», spiega ancora Capiluppi. Per inciso, l’Aerospace & Defense è uno dei primi settori di business di Txt, insieme al Telco e al Finance. Nel 2022, Txt (amministratore delegato è Daniele Misani) ha fatturato circa 200 milioni di euro (pro-forma), con un target 2023 molto ambizioso: 250 milioni di euro.
Tornando ai sistemi embedded, nell’automotive l’evoluzione è trainata dall’auto connessa e dalla guida assistita. I sistemi sviluppati da Txt controllano, gestiscono e supervisionano le tante centraline che sono presenti in un veicolo, da quella per il sistema frenante, a quella dello sterzo, dei motori e degli alternatori. Una produzione che si rivolge a car maker e, in prima istanza, a fornitori tier-one. «Il valore della vettura sarà sempre più dettato dai servizi che verranno abilitati dalla connessione e della capacità elaborativa dei vari componenti. Stellantis e car maker tedeschi stanno investendo sempre più in questa direzione, ma è una tendenza globale. «Per noi è un’opportunità. Vi sarà una sempre maggior richiesta di software embedded a complemento delle loro piattaforme digitali», dice Capiluppi.
Le attività Txt prevedono una gestione ent-to-end del processo, dalla progettazione alla certificazione dei sistemi embedded. «Il nostro solido background ingegneristico, la piena comprensione degli standard avionici e dell’automotive e il continuo investimento nell’innovazione ci consentono di avere un approccio olistico e interdisciplinare nell’attività di sviluppo, applicando le tecnologie e i processi più avanzati in compliance agli standard di riferimento. Raccogliamo dai clienti i requisiti funzionali e a seguire sviluppiamo il software per poi integrarlo su specifici dispositivi», racconta Capiluppi. Le competenze si estendono al testing, alla validazione e certificazione finale dei sistemi. Attività sulla quale l’innovazione gioca un ruolo molto importante. È stato per esempio avviato un progetto multidisciplinare che coinvolge robotica, intelligenza artificiale e computer vision. «Come prescritto dagli standard, i sistemi vanno testati e validati in maniera integrata anche all’interno del cockpit, dove operatori eseguono le procedure di validazione. Spesso, sono attività lunghe e complesse, che devono essere eseguite senza soluzione di continuità, anche di notte». Una modalità che lascia spazio ad errori e richiede un importante impegno in termini di ore/uomo. Ecco, quindi, una soluzione sperimentale che automatizza il test di integrazione e si aggiunge alle altre soluzioni di Txt per l’automazione dell’intero ciclo di testing. Come racconta Capiluppi, «tramite un ambiente 3D virtuale, si programma la robotica per utilizzare gli specifici comandi del cockpit, il tutto coadiuvato da telecamere, montate su bracci robotici che, tramite algoritmi di computer vision riescono a capire se la procedura è terminata correttamente».
Flight Management System, la gestione adattativa del volo in funzione di elaborazione e analisi dei dati
I sistemi embedded sviluppati da Txt trovano applicazione anche nei sistemi di navigazione destinati a importanti Oem del settore. «Il sistema di navigazione è una delle parti più complesse in termini di funzionalità presenti sul velivolo, spiega Capiluppi. Si occupa di dare al pilota automatico le informazioni per eseguire una determinata rotta o delle specifiche missioni, di tipo search & rescue, per esempio. Integra un varietà di sensori, inerziali, gps, radio, un volume dati che viene filtrato e consolidato attraverso un’elaborazione puntuale per dare le opportune indicazioni che permettono al pilota di avere una situazione di “awareness” sullo stato di volo».
Il sistema serve, quindi, per riportare costantemente informazioni inerenti la navigazione, ma anche per ottimizzare i consumi e i parametri del volo e, soprattutto, per ridurre il carico di lavoro dei piloti. Come dice Capiluppi, «consente una gestione adattiva basata su una continua analisi dati per ricondurre il volo alle condizioni ottimali di performance». E poi sistemi embedded per il calcolo del carburante residuo o algoritmi per la riduzione del consumo del carburante o per minimizzare gli impatti sonori in fase di decollo e atterraggio. «La tecnologia con cui si sviluppano i sistemi embedded si è costantemente evoluta. Una volta si scriveva direttamente il codice sorgente oggi si fanno delle modellazioni del comportamento che vanno a generare automaticamente il codice». Cambia poi tutto l’aspetto dell’elaborazione dati. «Una volta avveniva in modalità stand alone, direttamente a bordo dell’aereo, adesso spesso vengono invece elaborati in cloud con la possibilità di integrare dati meteo e quant’altro».
Urban air mobility, il nuovo sviluppo software per i futuribili velivoli urbani e il Flight Termination System
Le sperimentazioni e i progetti più avanzati di Txt riguardano i sistemi embedded che potranno essere installati a bordo di velivoli con o senza pilota per spostamenti a corto raggio. I primi di questi prototipi prevedono velivoli con pilota a bordo ma in un futuro non troppo lontano saranno mezzi a guida autonoma. La normativa in termini di sicurezza del volo impone che solo determinate categorie di velivoli possono sorvolare aree urbane e queste categorie. Dato questo scenario il progetto su cui Txt sta lavorando è portare a bordo di questi velivoli un Flight Termination System (Afts) “intelligente” e certificato che permetta di ottenere certificazioni di necessarie incrementando i livelli di sicurezza del volo e contenente i costi.
L’ Afts e’ sistema che, in caso di condizioni che ne pregiudichino il volo, grazie alla dotazione di telecamere, sistemi di computer vision e algoritmi di intelligenza artificiale, permette in modo semi-automatico di terminare il volo, individuando l’area più prossima per un atterraggio di emergenza. Opportunità di sviluppo esistono anche in ambito connected fleet, ovvero una flotta connessa che interagisce con tutti i soggetti che operano da terra, realizzando così una comunicazione collaborativa che può essere utile per coordinare interventi militari o, in ambito civile, tipicamente quelli di search & rescue, in cui velivolo deve coordinarsi con personale di terra, ambulanza, vigili del fuoco. Uno scenario che può essere monitorato attraverso una control room a chilometri di distanza attraverso una realtà virtuale.
Auto connessa e digitale. Le competenze di Txt per lo sviluppo di un business as a service
Per il mercato automotive, Txt ha sviluppato competenze su tre diversi livelli, nella connected car, nell’elettrico e nei sistemi a guida assistita (Adas). L’auto connessa è ormai dotata di sistemi embedded che vengono implementati nella scatola telematica per abilitare servizi basati sull’acquisizione dati da una molteplicità di componenti. Molte le soluzioni già sviluppate. Tra queste quella per un sistema di monitoraggio delle pastiglie dei freni. «Siamo impegnati su più fronti applicativi. Il nostro punto di forza, aldilà della capacità di sviluppare software ad hoc, sta nel lavorare sugli standard di settore, osserva Capiluppi. Non ci si può improvvisare per essere parte della filiera automotive, servono tutte le certificazioni richieste dal settore. Lavoriamo prevalentemente per il mercato tier-one, ovvero le aziende che integrano e sviluppano l’elettronica delle black box che vanno a bordo macchina, dalla Ex Magneti Marelli a Stellantis. In gran parte delle centraline delle auto oggi in circolazione c’è un pezzo di nostro software».
A differenza del passato la logica architetturale con cui viene gestito l’insieme dei dati che vengono resi disponibili dai diversi dispositivi, come motore e freni, viene convogliato su centraline separate. Insomma, la macchina sta diventando un microcosmo di un ambiente di edge computing distribuito, dove i dati sono raccolti lì dove servono in prossimità della singola componente. «Una vettura di fascia alta ha ormai a bordo un centinaio di micro-centraline e ciascuna di queste è associata a una singola parte, motore, alternatori, sterzo, freni, impianto di navigazione e via dicendo. Gli Oem hanno finora lavorato come assemblatori, ma ora tutto cambia: vogliono avere una loro piattaforma software. Per noi è un’opportunità, dice Capiluppi. Vuol dire che un domani potremmo sviluppare delle soluzioni direttamente per i car maker. Nell’automotive, il nostro punto di forza, come nel settore aereonautico, oltre allo sviluppo di software on-board e di sistemi embedded, sono le competenze per il testing, la validazione e la certificazione del software, compresa tutta la parte di cybersecurity che noi assicuriamo per ogni componente delle centraline».
(Ripubblicazione dell’articolo del 29 maggio 2023)
