Tutto quello che avreste voluto sapere sugli spettacoli di luce dei droni

"Stupefacente", "Bellissimo", "Incredibile", "Irreale", "Mi ha fatto venire le lacrime agli occhi".

Sono tutti commenti apparsi ripetutamente in risposta a un video virale su Facebook di uno spettacolo di luci di droni che Verge Aero ha fatto volare per mostrare gratitudine ai lavoratori del settore sanitario ed essenziale di Philadelphia. La risposta è stata travolgente e queste parole dimostrano che, se eseguiti correttamente, gli spettacoli di luce con i droni sono un'esperienza ipnotica e potente. Da allora abbiamo ricevuto molte domande sulla nostra tecnologia e vorremmo condividere le nostre risposte con un pubblico più ampio.

Che cos'è esattamente uno spettacolo di luci con i droni?

Gli spettacoli di luce dei droni sono eseguiti da gruppi di droni illuminati, sincronizzati e coreografati che si dispongono in varie formazioni aeree. Quasi tutte le immagini possono essere ricreate nel cielo da un programma informatico che trasforma la grafica in comandi di volo e li comunica ai droni.

Negli ultimi anni, gli spettacoli con i droni sono passati dal laboratorio universitario all'impiego in scala per eventi importanti in tutto il mondo. All'inizio ci siamo ispirati a questo video TED del 2012, in cui il preside di ingegneria dell'Università della Pennsylvania, Vijay Kumar, mostrava flotte di droni che eseguivano ogni tipo di manovra straordinaria. In seguito, il lavoro pionieristico è stato svolto in Europa dalla Spaxels Research Initiative, da Collmot e da Verity. Intel ha fatto la maggior parte del lavoro per divulgare il concetto, facendo volare i droni in occasione di grandi eventi come l'halftime show del Super Bowl e le Olimpiadi invernali.

Verge Aero vola sulla scultura di Philadelphia LOVE per un Philadelphia Drone Light Show

Come funzionano le mostre di droni?

Chiariamo subito una cosa: gli spettacoli di luce con droni non sono alimentati da Skynet, la rete di intelligenza artificiale rappresentata in Terminator! I droni utilizzati negli spettacoli non sono autocoscienti, non possono pensare da soli e non prendono decisioni in tempo reale. Invece, come servi obbedienti, seguono i comandi specifici che vengono loro inviati e non possono deviare!

Il processo di creazione di uno spettacolo è piuttosto semplice. Innanzitutto, il team di progettazione crea una timeline di storyboard che mostra le immagini e gli effetti desiderati. Questi sguardi vengono poi animati da un software specializzato che li traduce in traiettorie di volo sincronizzate per ogni drone, e di solito viene creata una colonna sonora per accompagnare lo spettacolo. Gli spettacoli completi vengono inviati ai droni via radio da una stazione di controllo a terra gestita da un pilota. Quando il pilota è convinto che tutto sia sicuro e pronto a partire, lo spettacolo inizia e i droni decollano per disegnare lo storyboard nel cielo.

Verge Aero fa volare uno spettacolo di droni a Mazatlan, in Messico, per il Carnaval de Mazatlan del 2020

Creare un sistema che possa essere pilotato in modo sicuro e ripetuto richiede un lavoro ingegnoso di progettazione. I droni e il software di Verge Aero sono stati progettati dai nostri ingegneri appositamente per gli spettacoli. I nostri droni personalizzati sono privi di alcuni elementi normalmente presenti sui droni, come le telecamere, e includono caratteristiche uniche, come una fonte di luce LED accecante.

Il software di progettazione di Verge Aero consente agli utenti di selezionare grafica ed effetti speciali e di inserirli in una timeline, simile a quella dei software di editing video. Il software calcola le traiettorie di volo di ogni drone per garantire che non si scontrino in aria e genera un rendering 3D completo dello spettacolo per garantire che appaia esattamente come previsto. A ogni drone viene inviato un programma unico e la stazione di controllo a terra monitora ogni drone attraverso una rete locale e criptata per garantire la massima sicurezza.

L'equipaggio di volo utilizza un cruscotto dettagliato sulla stazione di terra per preparare i droni al volo e monitorare costantemente lo stato. I droni stessi sono dotati di radio multiple che operano simultaneamente, lontano dalle frequenze WiFi occupate, per garantire il mantenimento delle comunicazioni anche in ambienti radio affollati e rumorosi.

Gli spettacoli sono condotti da piloti certificati, esperti in materia di aviazione, compresi i regolamenti e le condizioni meteorologiche. Prima di ogni show, vengono utilizzate liste di controllo per assicurarsi che tutto sia in ordine: i droni sono pienamente operativi, le batterie sono cariche e l'area di volo è libera. Una volta completati questi controlli, il pilota preme GO e i droni decollano per la loro missione!

Verge Aero fa volare una chitarra fatta di droni per spettacoli di luce a Leon, in Messico, al Festival Internacional del Globo nel 2019

I droni sostituiranno i fuochi d'artificio?

Gli spettacoli pirotecnici sono sempre più criticati per il loro impatto ambientale negativo: sono rumorosi, inquinanti e dispendiosi. Vengono regolarmente sollevate preoccupazioni per il loro impatto sulle popolazioni di animali selvatici sensibili e sui veterani militari che soffrono di PTSD. Inoltre, in molte località gli spettacoli pirotecnici sono stati vietati del tutto, a causa dell'aumento del rischio di incendi.

Questi e altri fattori hanno portato molte persone a considerare la possibilità di sostituire i fuochi d'artificio con delle alternative, e gli spettacoli di luce con i droni sono perfettamente in grado di colmare questo vuoto.

Verge Aero vola con uno stetoscopio per gli operatori in prima linea dell'Ospedale dell'Università della Pennsylvania e dell'Ospedale pediatrico di Filadelfia nel 2020

In molti casi, gli spettacoli con i droni sono stati utilizzati con successo come complemento agli spettacoli pirotecnici. Tuttavia, come nuova ed entusiasmante forma di intrattenimento, i droni hanno molto di più da offrire. Sono in grado di produrre una gamma di effetti molto più ampia rispetto ai fuochi d'artificio e la loro capacità di creare coreografie sofisticate offre un potenziale di narrazione molto più ampio. I droni possono essere utilizzati anche in ambienti più ristretti, dove i fuochi d'artificio non sarebbero mai ammessi.

A pensarci bene, i fuochi d'artificio hanno un repertorio piuttosto limitato. Di solito, una manciata di effetti viene ripetuta più volte, ma con combinazioni, dimensioni, colori e intensità diverse. Perché accontentarsi di questo quando si possono avere pixel 3D dinamici e riposizionabili in grado di generare immagini virtualmente illimitate? I droni offrono molte più opzioni creative dei fuochi d'artificio. In effetti, è facile prevedere che, con l'aumento della frequenza degli spettacoli con i droni, un giorno la gente guarderà agli spettacoli pirotecnici come a qualcosa di banale.

In ogni caso, la transizione dai fuochi d'artificio ai droni avverrà gradualmente. Gli spettacoli pirotecnici ci accompagneranno ancora per un po', se non altro perché la loro realizzazione è piuttosto economica. Ma man mano che gli spettacoli con i droni diventeranno più accessibili, potremo aspettarci di vederli utilizzare sempre più spesso.

Perché non ho visto altri spettacoli?

Persino Wal-Mart ora vende droni, quindi perché non vediamo più spettacoli di luce? Il problema è che l'esecuzione di uno spettacolo di successo richiede tecnologie diverse che stanno maturando solo ora. Le innovazioni di solito richiedono tempo per diffondersi, e gli spettacoli di droni non sono diversi. Una serie di fattori ha limitato la diffusione degli spettacoli con droni prima d'ora:

• Costo elevato
• Necessità di approvazione normativa
• Opzioni assicurative costose e limitate
• Operazioni ad alta intensità di lavoro
• Mancanza di strumenti efficienti per lo show design
• Requisiti di sicurezza

L'uso di droni specializzati con avionica di alta precisione determina costi elevati. Anche le operazioni ad alta intensità di manodopera contribuiscono, sia che si tratti di gestire un software di controllo rudimentale o di preparare i droni schizzinosi per il volo.

I costi operativi elevati sono forse accettabili per il Super Bowl o le Olimpiadi, ma non sono praticabili per la maggior parte degli eventi. Tuttavia, le cose stanno cambiando e le innovazioni di Verge Aero stanno contribuendo a rendere gli spettacoli di luce con droni più accessibili a una gamma molto più ampia di budget.

Verge I droni per spettacoli di luce Aero X1 sono pronti a volare prima di uno spettacolo di luci

Quanto costano gli spettacoli di luce con i droni?

Come molte nuove tecnologie, gli spettacoli di luce con i droni erano estremamente costosi all'inizio e sono ancora più costosi del previsto. Ma come per i computer e i televisori a schermo piatto, i prezzi stanno diminuendo nel tempo. Gli spettacoli di luce con i droni diventeranno mainstream man mano che la tecnologia maturerà. Gli strumenti sviluppati da VergeAero consentono già di fare di più con meno spesa!

Il principale fattore di costo è il numero di droni in volo. È chiaro che costa molto di più organizzare uno spettacolo con 500 droni rispetto a uno con 50 droni. Oltre ai droni stessi, la manodopera, il trasporto e la logistica aggiungono costi.

Uno spettacolo di piccole dimensioni, facile da realizzare, costa anche solo 20.000 dollari. Ma spettacoli più grandi e complicati possono costare anche molte volte tanto. Ecco un elenco di fattori che incidono sul prezzo:

• Quantità di droni
• Mostrare la complessità del progetto
• Coordinamento dello spettacolo e tempo di prova
• Autorizzazione dello spazio aereo e conformità normativa
• Spedizione e logistica
• Viaggio e alloggio dell'equipaggio

Cosa fa Verge Aero di diverso?

Per rendere le mostre di droni più accessibili, abbiamo introdotto alcune innovazioni per snellire il processo e ridurre la quantità di lavoro richiesto.

Verge I droni luminosi Aero X1 sciamano per il video musicale All of Us di PNAU nel 2019

Design semplificato dello spettacolo

Storicamente, gli spettacoli di luce dei droni venivano creati manualmente utilizzando una serie di applicazioni, tra cui software di animazione come Blender, un processo estremamente noioso e limitante. Ancora peggio, il programmatore doveva controllare che i vertici di Blender non si sovrapponessero mai durante l'animazione, perché ciò avrebbe comportato la collisione dei droni in aria. L'output doveva poi essere trasferito ad almeno un altro programma per prepararlo al volo. Tutto questo è un processo estremamente insicuro perché soggetto a errori umani.

Un modo decisamente migliore è quello di utilizzare un'applicazione software unificata con un'interfaccia facile da usare, come Verge Aero Design Studio, che gestisce automaticamente i calcoli anticollisione. Gli spunti vengono creati nel software di animazione integrato e facilmente manipolati. Una volta completato il processo di progettazione, il software elimina la possibilità di errore umano decontestualizzando le traiettorie di volo, identificando potenziali problemi o errori nella progettazione dello show e simulando le prestazioni attraverso una pipeline di rendering, il tutto senza alcun intervento umano.

Questo software permette ai designer di generare contenuti con la pressione di pochi tasti, invece di utilizzare strumenti di animazione o scrivere codice. Effetti come il complesso flocking, come si vede in questo video musicale di All of Us di PNAU, vengono creati automaticamente da un generatore di effetti in Verge Aero Design Studio. Gli effetti creati da un designer possono essere facilmente condivisi con altri. Tutto questo permette ai designer di concentrarsi sull'aspetto degli spettacoli, invece di essere sommersi da inutili incombenze.

Schermata del software di presentazione del drone Aero di Verge Design Studio

Operazioni di spettacolo semplificate

In precedenza, l'allestimento di uno spettacolo richiedeva molte ore perché ogni drone doveva essere caricato con il proprio percorso di volo e posizionato nel punto di partenza corretto. Anche in questo caso, il processo era laborioso e soggetto a errori umani. Le operazioni sono molto più fluide quando:

• Ogni drone ha una copia completa dello spettacolo, in modo da poter essere posizionato in qualsiasi slot di decollo.
• I droni indicano quando si trovano in una posizione adatta durante il posizionamento nella griglia.
• Il software della console di controllo del volo controlla automaticamente la prontezza di volo e il posizionamento del drone.
• È facile e veloce sostituire qualsiasi drone non pronto al volo.

Questi semplici miglioramenti operativi si traducono in un'esperienza senza soluzione di continuità ed eliminano la noia. I piloti possono invece concentrarsi su aspetti critici per la missione, come l'aeronavigabilità dei droni e la sicurezza dello spazio aereo.

Manutenzione semplificata

Tutti i droni devono coordinarsi con il database globale di Verge Aero per sincronizzare i programmi di manutenzione ed eseguire gli aggiornamenti del software. La manutenzione (ad esempio la sostituzione dei motori e delle batterie) è semplice e gli aggiornamenti del software avvengono in modalità wireless. L'operatore può gestire in modo efficiente tutti i droni della sua flotta con il minimo sforzo.

Insieme, queste innovazioni riducono drasticamente il tempo e la manodopera necessari per allestire un'esibizione di droni. Ad esempio, normalmente due persone di Verge Aero impiegano non più di 45 minuti per allestire e far volare 100 droni. Ciò consente di contenere i costi, accelerando l'adozione della tecnologia e permettendo a un maggior numero di persone di assistere agli spettacoli.

Quanti droni sono necessari per uno spettacolo?

Non così tanti come si potrebbe pensare!

La stampa ha dedicato molta attenzione ai record del mondo Guinness stabiliti per un numero sempre maggiore di droni, con il record attualmente detenuto da Intel con 2.066 droni in volo simultanei. Si tratta di un'incredibile impresa tecnica con risultati sbalorditivi. Ma non servono migliaia di droni per creare contenuti interessanti.

Uno dei motivi per cui i primi spettacoli di droni si concentravano su grandi numeri è che i droni non erano molto luminosi e non mantenevano con precisione la posizione. Pertanto, i contenuti venivano progettati in modo che i droni riempissero un volume di spazio per illuminarlo, e questo richiedeva molti droni. In altre parole, invece di disegnare una linea retta con i singoli droni, si disegnava un rettangolo che veniva riempito con i droni. Un ottimo esempio è la copertina di Time Magazine realizzata da Intel.

I droni Verge Aero, invece, sono molto più luminosi e mantengono la loro posizione con precisione integrando il GPS con dati di posizione aggiuntivi inviati dalla stazione a terra. Ciò consente una maggiore flessibilità creativa e permette di ottenere lo stesso effetto con un numero inferiore di droni. Ora possiamo disegnare con precisione linee in 3D con i droni.

Naturalmente, il numero di droni necessari dipende da ciò che si sta cercando di ottenere. I loghi complessi richiedono sempre un numero maggiore di droni per poterli rappresentare accuratamente in aria. Più intricata è la forma, più droni sono necessari per crearla. Allo stesso modo, le dimensioni del pubblico e la distanza di osservazione influiscono sul numero di droni necessari per ottenere l'impatto visivo richiesto.

Detto questo, non è necessario un numero enorme di droni per creare uno spettacolo di grande effetto. Per un evento di piccole dimensioni, anche 50 droni possono fare molto; sono stati fatti lavori straordinari con flotte così piccole. Come per ogni impresa artistica, tutto dipende da come si usano gli strumenti.

Verge Aero vola #lightitblue sopra il Franklin Field di Philadelphia nel 2020 per lo spettacolo di droni Thank You Heroes

Gli spettacoli con i droni sono sicuri?

Se eseguiti correttamente da team di professionisti, gli spettacoli con i droni sono estremamente sicuri, come ha dimostrato Intel con il suo perfetto record di sicurezza negli ultimi quattro anni. Purtroppo, non tutti operano con i droni allo stesso livello. In Verge Aero, la sicurezza è la priorità numero uno in tutte le nostre operazioni. Ecco alcune delle nostre principali misure di sicurezza:

Posizione di volo

Deve esserci una distanza di sicurezza tra i droni e il pubblico. Negli spettacoli vengono inserite diverse barriere, note come geofence, per evitare che i droni si allontanino dalla zona di volo sicura.

Droni di alta qualità

L'hardware completamente integrato e ottimizzato per gli spettacoli di volo dei droni offre le migliori prestazioni ed è l'opzione più sicura. Ogni componente del drone è ottimizzato e costruito secondo gli standard più elevati. La riproposizione di droni economici di terze parti non darà mai i migliori risultati.

Verge Aero X1 Light Show Drone in Messico per uno spettacolo di luci con il drone

Ridondanza

Le radio multiple che operano in diverse bande di frequenza assicurano che le comunicazioni siano sempre mantenute durante il volo. Allo stesso modo, il software dell'autopilota funziona su un processore separato dal software di controllo della missione, per cui se uno dei due si guasta, il drone torna comunque a casa sano e salvo.

Sicurezza della traiettoria di volo

La nostra applicazione software unificata garantisce che le traiettorie di volo non si intersecano, assicurando che i droni non si scontrino. Non c'è possibilità di introdurre bug software durante il passaggio da un'applicazione all'altra.

Processo

La conformità alle normative FAA, l'uso di piloti commerciali e di liste di controllo e una cultura della sicurezza contribuiscono a un'esecuzione sicura e di successo dello spettacolo.

Cosa c'è dopo

I primi spettacoli di droni consistevano in una serie di semplici grafiche che passavano da una all'altra, proprio come una banda musicale potrebbe passare da un look all'altro sul campo. Il miglioramento degli strumenti di progettazione e della tecnologia di controllo consente a Verge Aero di andare oltre. Gli spettacoli con i droni diventeranno sempre più impressionanti man mano che i progettisti si spingeranno oltre i limiti del possibile con progetti innovativi. I droni stessi si evolveranno con l'aggiunta di diversi elementi di illuminazione ed effetti per creare spettacoli sempre più sorprendenti.

Siamo ancora all'inizio di un nuovo ed entusiasmante mezzo di intrattenimento dal vivo. Restate sintonizzati! Sarà un viaggio fantastico.

Questo articolo è stato scritto da Nils Thorjussen e Tony Samaritano di Verge Aero.