Genova, Leonardo e il supercomputer che replica il mondo

Leonardo accelera sulla trasformazione digitale dell’industria dell’Aerospazio, Difesa e Sicurezza (AD&S) e consolida su Genova il Polo di competenza nazionale da cui sviluppare i principali programmi e processi del Gruppo. Obiettivo è accrescere la competitività tecnologica e di prodotto di Leonardo puntando sulla data-driven economy e la valorizzazione del dato per rafforzare le attività core dell’azienda e attuare la trasformazione digitale.
La spinta alla digitalizzazione di Leonardo – in coerenza con il piano strategico Be Tomorrow 2030 – si fonda e sviluppa dalla sinergia di competenze e infrastrutture chiave a partire dall’HPC (High Performance Computer) davinci-1, dotato di un’architettura che integra la flessibilità del cloud con le capacità di supercalcolo e dalle tecnologie in ambito cyber sicurezza. Asset strategici al centro dei Leonardo Lab, la rete di Ricerca e Sviluppo di lungo periodo a più alto contenuto innovativo, focalizzata su otto aree di ricerca e che vede coinvolti circa 60 giovani ricercatori.

Oggi la frontiera della digitalizzazione dell’industria dell’AD&S è rappresentata dalla realizzazione di gemelli digitali (digital twin) delle proprie piattaforme e tecnologie per accelerare la progettazione, migliorare le performance, ottimizzare la manutenzione in chiave predittiva, incrementare le potenzialità di simulazione (fino alla possibilità della certification by simulation in ambito aerospaziale) e virtualizzare l’addestramento.
La modellizzazione dei comportamenti di prodotti come ad esempio i velivoli, sia ad ala fissa che ad ala rotante, attraverso big data, simulazione numerica e I.A. sono il punto più avanzato in questa direzione. La capacità di elaborare e correlare le informazioni provenienti dai prodotti in uso e dalle simulazioni in ambiente virtuale sta consentendo a Leonardo di accelerare la progettazione e l’innovazione sui materiali (leggerezza e resistenza), sulla performance (aerodinamicità e risparmio energetico) e sul customer care (training alla manutenzione e dei piloti in realtà aumentata).
L’utilizzo di queste tecniche nell’analisi dei dati di volo ha consentito, ad esempio, di sviluppare applicazioni evolute per la gestione delle flotte di elicotteri (circa 5.000 unità nel mondo) che ottimizzano le prestazioni e le attività di manutenzione. La manutenzione fa un passo decisivo verso la predictive maintenance e le capacità di supporto da remoto attraverso piattaforme digitali collaborative basate anche su dispositivi di realtà aumentata. Per i velivoli ad ala fissa l’analisi predittiva attraverso sensori e sistemi elettronici di precisione si sta allargando alla valutazione dinamica dei singoli componenti del velivolo. L’obiettivo è quello di accelerare la cosiddetta “digital transformation” delle attività e dei processi tecnici del supporto logistico ed offrire l’infrastruttura adatta alla progressiva implementazione di strumenti di intelligenza artificiale orientati ad un continuo miglioramento dell’efficienza ed efficacia delle operazioni manutentive.

La simulazione del decollo e atterraggio simultaneo di più elicotteri su portaerei e i modelli predittivi della formazione di ghiaccio sulle ali sono due degli esempi più significativi delle applicazioni sviluppate nell’ambito della creazione di modelli virtuali. L’insieme di tutte queste competenze è alla base dello sviluppo della nuova generazione di velivoli concepiti come “sistema di sistemi” in grado di elevata interconnessione con altri sistemi e di inter-operabilità anche con piattaforme unmanned.
La simulazione numerica combinata con l’analisi dati nella prospettiva del digital twin interessa anche le filiere produttive. In questa direzione Leonardo sta portando avanti un progetto di digitalizzazione e interconnessione dei processi di progettazione e produzione della linea di produzione dei velivoli ATR dello stabilimento di Pomigliano d’Arco (Napoli).
Garantire la sicurezza informatica è indispensabile per estrarre tutto il valore contenuto nei dati assicurando la continuità operativa. Genova è uno dei nodi chiave della rete dei centri di cyber security di Leonardo, che nel capoluogo ligure, oltre che a Roma, Chieti, Firenze, Milano e Bristol, progetta e sviluppa soluzioni volte a proteggere sia il patrimonio informativo aziendale, sia infrastrutture strategiche e istituzioni dalle minacce multidominio, contribuendo alla loro digitalizzazione sicura. Sono oltre 5.000 le reti e 70.000 gli utenti cyber-protetti da Leonardo in 130 Paesi. Solo in Italia, vengono monitorati circa 90.000 eventi di sicurezza al secondo e gestiti oltre 1.500 allarmi al giorno. In questo ambito, le tecnologie di digital twin vengono utilizzate per la virtualizzazione delle infrastrutture informatiche da proteggere e per test di prodotti e soluzioni per rispondere agli attacchi cibernetici.

La gestione del dato, elemento imprescindibile per migliorare l’efficienza dei processi, è al centro della stessa offerta di Leonardo e parte integrante dei suoi prodotti. Un esempio su tutti è la piattaforma X-2030, nata proprio per valorizzare il dato a supporto della resilienza delle infrastrutture critiche. X-2030 consente infatti di integrare e correlare un’enorme mole di informazioni provenienti da fonti eterogenee – dalle piattaforme aeree ai dati satellitari, dai sensori sul campo alle banche dati fino ai social media e alle fonti aperte – grazie a cloud computing, supercalcolo e I.A. Questa soluzione è la base del Global Monitoring e Situational Awareness, cioè il controllo e il monitoraggio del territorio, permettendo decisioni informate anche in casi di emergenza per la salvaguardia idrogeologica e per una sicurezza sempre maggiore dei cittadini, anche in chiave preventiva. Questa applicazione in ambito emergenziale – urgent computing – consente una valutazione oggettiva e una risposta rapida in occasione di eventi straordinari, di origine naturale o antropica.
Un altro esempio è il software OCEAN, sviluppato a Genova, per configurare in modo dinamico e rapido sistemi di test e addestramento per operatori che devono interagire con sistemi digitali di monitoraggio e controllo.

Una frontiera più prospettica è legata alle attività di ricerca su robotica e quantum computing dei Leonardo Lab. In particolare queste ultime costituiscono un acceleratore tecnologico e un elemento chiave per lo sviluppo del business in più domini: dalla cyber security all’elettronica per la difesa fino allo spazio.
Nella robotica, i progetti in essere a Genova – in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia e l’Università degli Studi di Genova – riguardano la realizzazione di robot adattivi da utilizzare in ambiti produttivi complessi, con l’obiettivo di migliorare la sicurezza degli operatori, la flessibilità degli utilizzi in ambienti non strutturati, situazioni non previste e condizioni ambientali critiche, e la capacità di agire in autonomia. Le principali applicazioni sono in ambito aerospaziale, di protezione civile, sicurezza e difesa.

Per quel che riguarda le tecnologie quantistiche, i progetti riguardano un ampio spettro di applicazioni. Il più pionieristico prevede l’utilizzo dell’HPC davinci-1 per simulare in ambiente di supercalcolo un processore quantistico, prerequisito fondamentale per lavorare con computer quantistici reali. I simulatori quantistici di Leonardo, una volta ottimizzati sul davinci-1, sono utilizzati per sviluppare programmi in logica quantistica, evitando i problemi dei quantum computer reali oggi esistenti, e confrontati con questi ultimi per giudicarne l’efficacia in termini di prestazioni, individuando dove vi può essere una prevalenza sui computer digitali (quantum supremacy). Grazie a queste competenze Leonardo è il primo player dell’AD&S che sta avviando la ricerca sull’applicazione delle tecnologie quantistiche in ambito radar, il “Quantum Sensing Radar” capace di superare gli attuali limiti dei radar tradizionali, potendo aumentare la gamma di oggetti riconoscibili e ampliando lo spettro di ricognizione, grazie all’utilizzo di fasci di fotoni in grado di “superare” ostacoli.

Per Leonardo, HPC, dati, intelligenza artificiale e cyber resilienza sono asset strategici alla base dell’attuale rivoluzione industriale digitale, su cui è necessario investire e far confluire un ecosistema sempre più ampio di soggetti pubblico-privati, con l’obiettivo di presidiare al meglio questa fase critica di sviluppo, elemento chiave per una crescita che sia sostenibile dal punto di vista ambientale, economico e sociale.
Asset che, quando arricchiti con nuove competenze, possono risultare determinanti anche in nuovi ambiti industriali e applicativi, tra cui la sanità, considerata la necessità di avere dati condivisi e sicuri (fascicolo sanitario elettronico), applicazioni di telemedicina (robotica riabilitativa e chirurgica), analisi predittive ed epidemiologiche (gestione epidemie, medicina di precisione, genomica). Settore che a Genova vede uno dei territori più specializzati e fertili di sviluppo. In questo ambito Leonardo partecipa attivamente a progetti, frutto di specifici accordi, tra i quali la collaborazione con Dompé Farmaceutici per la realizzazione del primo nucleo di infrastruttura nazionale di sicurezza sanitaria digitale con architettura cloud, con Movendo Technology, azienda biomedicale e, infine, con IIT ai laboratori di Human technologies, oltre a partecipare a progetti europei di ricerca in ambito Digital Health.