La startup Tornyol System ha sviluppato un piccolo drone autonomo progettato per individuare le zanzare in volo ed eliminarle fisicamente attraverso le proprie eliche. Il sistema ha completato con successo la prima cattura documentata durante una sessione di test e dovrebbe arrivare sul mercato statunitense nel corso del prossimo anno. Dietro il progetto ci sono i due ingegneri francesi Alex Toussaint e Clovis Piedallu. Toussaint ha maturato esperienza nello sviluppo di sonar ultrasonici a schiera fasata e ha lavorato in MBDA Systems, il consorzio industriale franco-britannico specializzato nella produzione di missili. Piedallu porta invece nel progetto competenze specifiche nei sistemi di controllo del volo per droni.
Il dispositivo pesa circa 40 grammi ed è stato progettato per essere abbastanza leggero e silenzioso da poter operare in prossimità delle persone. L’elemento più rilevante, tuttavia, non è la struttura del drone, ma il sistema utilizzato per identificare gli insetti. Tornyol non si affida alla visione artificiale e alle videocamere, che soprattutto nelle ore serali avrebbero difficoltà a rilevare oggetti piccoli e veloci come le zanzare. Il drone utilizza invece un sistema acustico-ultrasonico che emette impulsi e ne registra gli echi attraverso un insieme di microfoni sincronizzati in fase.
Il principio di funzionamento richiama quello dei sensori di parcheggio delle automobili, ma viene applicato in una configurazione miniaturizzata e molto più precisa. Il battito delle ali di una zanzara produce infatti un particolare effetto micro-Doppler, caratterizzato da variazioni irregolari che possono differire tra specie diverse e persino tra esemplari maschi e femmine della stessa specie. Il sistema analizza lo spettrogramma generato dagli echi e cerca di distinguere una zanzara da altri insetti volanti, come mosche, vespe e api. Tornyol afferma inoltre di essere in grado di identificare specificamente le zanzare femmine, che sono quelle responsabili delle punture e della possibile trasmissione di malattie.
La capacità di distinguere le specie dipende dalla forma del segnale micro-Doppler prodotto dal movimento delle ali. Le vespe, dotate di ali lunghe e sottili che si muovono con velocità differenti tra la radice e la punta, generano un’eco a banda larga. Le mosche, con ali più corte e tozze, producono invece un segnale più ristretto. Le zanzare generano una firma ancora diversa, che dovrebbe permettere al sistema di identificarle selettivamente e risparmiare gli altri insetti.
Il funzionamento operativo è articolato in quattro fasi. Attraverso un’applicazione, l’utente delimita l’area da proteggere. Il drone avvia quindi un pattugliamento autonomo, rileva gli eventuali bersagli presenti nella zona, li intercetta e li elimina con le eliche. Terminata la missione o esaurita la batteria, torna alla propria base per ricaricarsi e ripartire. Il ciclo è stato concepito per ripetersi nelle 24 ore senza richiedere l’intervento diretto dell’utente. L’autonomia della singola unità rimane tuttavia molto limitata: il drone può volare per circa tre minuti, dopodiché deve atterrare automaticamente sulla base. La ricarica richiede approssimativamente 30 minuti prima che il dispositivo possa tornare in pattugliamento. Per superare questo limite, Tornyol sta lavorando a un sistema di sostituzione automatica della batteria, che dovrebbe aumentare il tempo di attività effettivo. La copertura dichiarata per una singola unità raggiunge i due ettari, anche se l’efficacia reale dipenderà dalla frequenza dei voli, dalla densità degli insetti e dalle condizioni dell’ambiente esterno.
La sicurezza è affidata a eliche protette, alla costruzione particolarmente leggera e ad algoritmi per il rilevamento degli ostacoli. Secondo l’azienda, questi elementi dovrebbero consentire al drone di mantenere una distanza adeguata da persone e animali domestici durante il pattugliamento. La tecnologia di rilevamento deriva dal progetto open source LeSonar2, sviluppato da Alex Toussaint e presentato pubblicamente durante la Hackaday Supercon del 2024. L’obiettivo iniziale era creare un sistema anticollisione per droni alternativo alle videocamere, considerate pesanti e costose dal punto di vista computazionale.
Nel corso dello sviluppo, Toussaint ha verificato che un’intera matrice di sensori ultrasonici poteva localizzare oggetti molto piccoli con una precisione superiore rispetto a un singolo sensore. I tradizionali trasduttori utilizzati nei sistemi di parcheggio risultavano però troppo grandi per costruire una griglia sufficientemente compatta. La soluzione è stata individuata nei microfoni MEMS TDK T3902. Questi componenti sono stati progettati principalmente per le frequenze dell’udito umano, ma possono funzionare anche nella banda ultrasonica. Toussaint ne ha combinati 380 all’interno di un unico array compatto, affidando l’elaborazione parallela dei dati a un FPGA. Il codice e la documentazione di LeSonar2 sono stati successivamente pubblicati su GitHub. Dal sistema anticollisione open source è nata l’idea di utilizzare la stessa tecnologia per rilevare e classificare gli insetti, fino ad arrivare al drone cacciatore di zanzare sviluppato da Tornyol.
La produzione dovrebbe iniziare nei prossimi mesi, con una prima distribuzione prevista negli Stati Uniti. Gli utenti statunitensi possono già prenotare il prodotto versando un deposito rimborsabile di 100 dollari. Al momento della commercializzazione saranno previste due formule. La prima consiste in un abbonamento da 50 dollari al mese, annullabile in qualsiasi momento a condizione che il drone venga restituito in buone condizioni. Questa soluzione comprende anche la sostituzione dell’unità in caso di rottura. La seconda prevede l’acquisto definitivo del dispositivo al prezzo di 1.100 dollari.
La prima eliminazione di una zanzara è stata dimostrata in un video pubblicato dall’azienda, ma il sistema deve ancora essere valutato in condizioni operative reali. I test effettuati finora hanno utilizzato zanzare allevate in ambienti controllati e non sono ancora disponibili dimostrazioni pubbliche all’aperto. Vento, rumore di fondo, vegetazione, ostacoli e presenza simultanea di molte specie di insetti potrebbero rendere il riconoscimento acustico più complesso rispetto alle prove di laboratorio. Resta inoltre da misurare quante zanzare il drone sia realmente in grado di eliminare durante i brevi cicli di volo e quale impatto concreto possa avere sulla popolazione presente in un giardino o in un’area più estesa.
Tornyol propone comunque un approccio diverso rispetto a insetticidi, trappole, repellenti e sistemi laser. Il progetto combina un drone ultraleggero, un radar acustico basato sugli ultrasuoni, l’analisi delle firme micro-Doppler e la navigazione autonoma, con l’obiettivo di individuare selettivamente le zanzare e ridurne la presenza senza colpire indiscriminatamente gli altri insetti.