di Yari FRANCIOSA *

Nel corso degli anni, la rapida evoluzione della tecnologia ha notevolmente aiutato l'industria aeronautica a migliorare la sicurezza e le prestazioni, riuscendo nel contempo a ridurre i costi e il consumo di energia. In particolare, l'uso del simulatore di volo per l'addestramento dei piloti è stato fondamentale per raggiungere questi obiettivi. Questi simulatori sono vere e proprie cabine di pilotaggio a grandezza naturale che replicano accuratamente gli aerei reali o le loro parti, utilizzati dalle compagnie aeree per l'addestramento degli equipaggi di volo. Oggi è disponibile un'ampia gamma di simulatori di volo per l'addestramento: dai semplici sistemi desktop ai dispositivi di addestramento procedurale sino ai simulatori di volo full flight, cioè con la possibilità di movimento. L'EASA (2012) classifica questi simulatori in base ad un determinato set dei requisiti che questi sistemi devono soddisfare, suddividendoli in dispositivi di addestramento strumentale di base, addestratori di procedure di volo e navigazione, dispositivi di addestramento al volo (livello 1 e 2) e simulatori di volo full flight (livello A – D). Ma oggi l'avvento delle tecnologie avanzate può sfidare l'industria ad andare avanti. Uno degli sviluppi che sta guadagnando molte attenzioni è la tecnologia legata alla realtà virtuale (VR).

 La realtà virtuale è una branca dell'informatica che consente agli utenti di immergersi e interagire in un ambiente simulato. Viene definita da Rheingold (1991) come un'esperienza in cui una persona è “circondata da una rappresentazione tridimensionale generata dal computer, ed è in grado di muoversi nel mondo virtuale e vederlo da diverse angolazioni, per raggiungerlo, afferrarlo e rimodellarlo ". La tecnologia VR presenta un ambiente completamente sintetico per un utente mentre omette completamente il mondo reale. I sistemi che offrono invece un tipo di fusione visiva tra il mondo reale e quello virtuale rientrano nel termine "realtà mista", e la più nota di queste tecnologie è la realtà aumentata. A partire da giochi e intrattenimento, la VR ha rapidamente trovato la sua funzionalità in una varietà di settori, come l'istruzione, l'edilizia, la vendita al dettaglio e la medicina. La VR consente di apprendere più rapidamente e di prendere decisioni basate non solo sull'intuizione, ma anche sull'empatia e sui dati.

Un concetto importante per la VR si chiama in inglese embodiment, definito come la sensazione di capitare o essere presenti in un luogo o in un oggetto. In particolare, viene attivata la corteccia motoria situata nei lobi frontali del sistema sensoriale umano in modo simile a un'esperienza di vita reale. Quando la realizzazione si ottiene con la VR, essa consente al cervello umano di diventare più preciso nella codifica delle memorie. A seguito di una ricerca dell'Università di Maryland, si è scoperto che quando si apprende in VR, si verifica un miglioramento del 9% nella precisione del richiamo della memoria dell'utente rispetto all'apprendimento guardando uno schermo (Krokos et al., 2016). Inoltre, un altro studio di StriVR ha dimostrato che i tempi di richiamo e di risposta del cervello a seguito dell'esperienza VR possono migliorare del 12%, portando a un apprendimento più rapido e accurato rispetto ai metodi di studio tradizionali (Casale, 2017). Vi è un crescente ramo di ricerche che dimostrano che l'apprendimento tramite VR può avere un impatto maggiore sul mondo reale rispetto ai metodi di apprendimento tradizionali.

Grazie alla VR si può quindi migliorare l’apprendimento attraverso un'esperienza sensoriale più arricchita, con una prospettiva che si adatta alle esigenze del mondo reale, e con la creazione di un'esperienza più motivante. Inoltre, alcune terapie con l’uso della VR hanno dimostrato efficacia nel ridurre la paura dell'altezza, del volo e del parlare in pubblico e che può essere utile per il trattamento del disturbo da stress post-traumatico (PTSD). Sebbene diversi studi abbiano paragonato le terapie con l’uso del VR a quelle senza alcun trattamento, altri indicano che la terapia di esposizione con la VR e nella vita reale siano ugualmente efficaci. In altre parole, anche quando i pazienti sanno che la realtà virtuale non è reale, parti del cervello rispondono comunque come se lo fosse (Freeman et al., 2018). In questi studi è stato osservato che anche se i lobi frontali del cervello (che si occupano di funzioni cognitive superiori, come la pianificazione e la risoluzione dei problemi) analizzano le informazioni ricevute realizzando di essere in una simulazione, la risposta fight or flight del sistema limbico reagisce comunque alle informazioni sensoriali che riceve dalla simulazione.

Queste tecnologie coinvolgono diversi campi di conoscenza, consentendo diversi livelli di implementazione che si adattano alle diverse esigenze dell'utente. Quindi, i sistemi VR possono essere utilizzati con un'interfaccia tattile o possono essere eseguiti in un semplice computer desktop guidato da un mouse. Tutto dipende dalle azioni previste da eseguire. Indipendentemente dall'ambiente scelto, che determinerà il livello di immersione dell'utente nel sistema, l'interazione e la simulazione dei modelli è uno strumento molto potente già dalle prime fasi di progettazione, fino ai sistemi di addestramento di un operatore.

C'è poi una terza caratteristica dei sistemi VR da prendere in considerazione: la semplicità. Uno strumento VR, nel contesto sopra indicato, deve essere molto semplice e utilizzabile da personale non specializzato. Dal fatto di lavorare con un modello realistico e di utilizzare un'interfaccia intuitiva (solo le mani dell'utente) l'utente ha la sensazione di essere quasi nel mondo reale.

Tutti questi studi dimostrano che l'applicazione della realtà virtuale nell'aviazione presenta infinite possibilità, dall'addestramento dei piloti, alla manutenzione, ma anche all'intrattenimento in volo. Esistono infatti numerosi casi in cui l’utilizzo della VR può apportare vantaggi significativi alle compagnie aeree e all'intera industria aeronautica. Uno tra questi è l’addestramento per la manutenzione e l’equipaggio cabina. Recentemente, compagnie come la Lufthansa Aviation Training hanno lanciato il primo training VR per l'equipaggio di cabina e manutenzione. In futuro, la formazione periodica degli assistenti di volo e tecnici manutentori avrà luogo nei moderni hub di realtà virtuale. Interessante è anche l’utilizzo del mondo virtuale da parte dell’Air Force americana, che usufruisce della tecnologia come parte dell’addestramento per chi soffre di PTSD, ottenendo risultati particolarmente positivi.

Più complessa è la situazione per quanto riguarda l’addestramento dei piloti. Con l'avvento della simulazione basata sulla VR, gli utenti possono essere addestrati indossando cuffie e utilizzando un joystick, una pedaliera e possibilmente una throttle. Il resto può essere generato dalla tecnologia VR, che immerge l’utente in uno scenario di addestramento realistico. Tuttavia, uno studio (Oberhauser et al., 2017) ha però evidenziato che la fedeltà di un simulatore di volo con tecnologia VR è significativamente inferiore rispetto alla fedeltà di un simulatore di volo convenzionale e quindi non può sostituire quest'ultimo, in particolare se il comportamento e le prestazioni del pilota devono essere il più vicino possibile alla realtà. Infatti, mentre il cervello umano è programmato per apprendere con anche l’uso del senso tattile e del movimento, il rovescio della medaglia della VR è che tutti i controlli sono rendering digitali. L'addestramento del pilota infatti richiede l'interazione tattile con l'equipaggiamento dell'aeromobile per acquisire le necessarie technical skills, e la necessità di provare vere emozioni di volo per imparare a combattere lo stress. Seppur non potendo sostituire l’addestramento specifico al simulatore full flight, la VR può apportare grossi benefici già nelle fasi iniziali dell’apprendimento, ad esempio con dei modelli di mock-up virtuali, essenziali per l’apprendimento di procedure e per la familiarizzazione del cockpit, riducendo la quantità di tempo e costi richiesti.

Questa necessaria combinazione per addestramento tra la VR ed altre esperienze, quali ad esempio quella degli attuali simulatori di volo, è ulteriormente resa necessaria dalla possibile dipendenza che la VR potrebbe comportare, una patologia già esistente sotto altre forme ma che potrebbe inasprirsi in futuro con l’aumentare dell’uso di queste tecnologie. L’assuefazione causata dalla VR, se utilizzata per la simulazione di situazioni critiche, può portare un soggetto in situazioni reali ad osare più di quello che la circostanza consentirebbe. L'industria aeronautica è quindi molto divisa sull'efficacia dell'uso di un sistema di addestramento per piloti di realtà virtuale. Al momento non ci sono prove che la realtà virtuale sia un'alternativa migliore ai simulatori fisici, ma questa evidenza è destinata a cambiare.

Recentemente l’EASA ha rilasciato il primo certificato ad un simulatore di volo per elicotteri (Flight Simulator Training Device – FSTD) basato sulla tecnologia VR, sviluppata dall’azienda VRM Switzerland (VR Motion Ltd.), e qualificando il simulatore come Flight and Navigation Procedures Trainer (FNPT) di livello 2, utilizzato per l’addestramento iniziale dei piloti di elicottero. Una cosa è certa: l'uso della VR nell'aviazione non può più essere ignorato. Le simulazioni di volo VR possono aprire le possibilità di una carriera nel settore dell'aviazione per un'intera nuova generazione riducendo significativamente i costi di addestramento del pilota.

* Yari FRANCIOSA  Capt. B 737-800 , Line Training Captain Ryanair