Un escursionista disperso in una foresta, in una zona difficile da raggiungere per i soccorritori. Un drone che sorvola l’area, individua la persona grazie all’intelligenza artificiale, riconoscendo per esempio il colore del giubbotto, e ne rileva la posizione. La novità è che può farlo senza essere pilotato da un essere umano e senza dipendere dal GPS per orientarsi. È uno degli scenari applicativi sui quali stanno lavorando i ricercatori dell’Università di Klagenfurt, in Carinzia, nel sud dell’Austria.
Siamo nel Lakeside Science & Technology Park, un polo di ricerca e innovazione immerso in una regione di laghi, montagne e paesaggi idilliaci. Qui la ricerca sui droni autonomi dispone di infrastrutture particolari: una grande sala di volo al chiuso e una nuova arena all’aperto, protetta da reti, dove sperimentare in sicurezza sistemi destinati a operare nelle condizioni del mondo reale.
È una delle tappe di un viaggio di EconomyUp nell’ecosistema dell’innovazione della Carinzia. Dai droni alla stampa 3D, dalla robotica ai nuovi materiali per l’edilizia, fino alle tecnologie per lo streaming e all’intelligenza artificiale, i laboratori visitati mostrano come funziona concretamente questo modello.
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Test sui droni: perché la Carinzia è un’eccellenza nella ricerca
All’Università di Klagenfurt esiste dal dicembre 2019 la Drone Hall, presentata al momento dell’inaugurazione come la più grande struttura europea del suo genere. Ha una superficie di 150 metri quadrati, un’altezza di 10 metri ed è dotata di 37 telecamere ad alta precisione che permettono di seguire i movimenti dei velivoli.
A questa infrastruttura si è aggiunto l’Outdoor Drone Space Austria (ODSA), (sotto, nella foto), un’arena esterna di mille metri quadrati, delimitata da reti sostenute da 14 colonne d’acciaio alte 15 metri. La combinazione tra laboratorio indoor e spazio outdoor è un “unicum” a livello europeo che consente ai ricercatori di sperimentare prima in condizioni controllate e poi in un ambiente più vicino a quello reale.
A raccontare le attività a EconomyUp è Yannick Morel, ricercatore senior specializzato in robotica e intelligenza artificiale. «La ricerca riguarda sciami autonomi, navigazione senza GPS, comunicazioni wireless e reti 5G, con applicazioni nei soccorsi, nell’industria, nella manutenzione navale, nei censimenti forestali e nelle missioni spaziali analogiche».
L’obiettivo è sviluppare droni capaci di prendere decisioni durante il volo, interpretando l’ambiente attraverso sensori come telecamere e lidar, senza dipendere continuamente dalle istruzioni di un operatore.
«Lavoriamo per far volare i droni in autonomia nelle condizioni del mondo reale, partendo dai risultati più avanzati della ricerca sul volo autonomo per portarli in ambienti complessi», spiega Morel.
Il passaggio dalla teoria alla sperimentazione segue un percorso rigoroso. «Partiamo da un’idea, dalle equazioni e dalle simulazioni. Poi trasferiamo il sistema sul drone e lo proviamo nella Drone Hall (foto sotto): prima vincolato, con piccoli movimenti controllati, poi in volo libero. Solo quando funziona al chiuso passiamo all’arena esterna. La combinazione delle due strutture ci permette di avanzare gradualmente e rendere ogni passaggio più rapido e produttivo».
Tra le applicazioni più concrete c’è l‘agricoltura di precisione, in particolare l’ispezione delle serre. L’intelligenza artificiale analizza le immagini delle colture e può riconoscere, per esempio, il grado di maturazione dei pomodori, aiutando l’agricoltore a capire quali sono pronti per la raccolta e in quali zone della serra si trovano. Ma l’AI non serve soltanto a riconoscere gli oggetti. «L’intelligenza a bordo serve anche a muoversi in un ambiente difficile, tra vegetazione che cresce, ostacoli imprevisti e attrezzature lasciate sul percorso».
È proprio questa capacità di adattamento a rendere i droni autonomi interessanti per molte altre applicazioni: dall’esplorazione di luoghi pericolosi o inaccessibili alle persone fino alle operazioni di ricerca e soccorso. La navigazione senza GPS, in particolare, consente di affrontare ambienti nei quali i sistemi tradizionali di localizzazione satellitare non sono disponibili o sufficientemente affidabili. La piena autonomia operativa, tuttavia, resta una sfida tecnologica e dipende dalle caratteristiche della missione, compresa la necessità di comunicare con l’esterno.
Il valore delle infrastrutture emerge soprattutto nel trasferimento dei risultati scientifici verso sistemi effettivamente utilizzabili. «Collaboriamo con gruppi di primo piano nel mondo e, su temi specifici, siamo alla frontiera della ricerca fondamentale».
È una competenza che ha prodotto risultati anche nelle competizioni internazionali. Lo scorso agosto il team HERMES dell’Università di Klagenfurt è risultato vincitore assoluto del concorso europeo “Fully Autonomous Flight 2.0”, organizzato dall’agenzia tedesca per l’innovazione SPRIND. Tra l’altro è stato l’unico team a far cooperare due droni contemporaneamente.
Ma già in passato erano arrivati importanti riconoscimenti: nel 2025, un gruppo universitario – guidato sul campo anche da un ricercatore italiano, Luca Di Pierno – aveva dimostrato negli Stati Uniti capacità avanzate di navigazione autonoma e mappatura in assenza di GPS.
Dalla ricerca alle imprese: come funziona l’ecosistema della Carinzia
Per comprendere meglio il contesto nel quale nascono queste sperimentazioni bisogna allargare lo sguardo. La Carinzia ha costruito un ecosistema nel quale università, centri di ricerca, parchi tecnologici, startup e grandi aziende operano a stretto contatto, anche grazie alla vicinanza geografica. La rete comprende il Lakeside Science & Technology Park, l’Università di Klagenfurt, la Carinthia University of Applied Sciences, Joanneum Research, Fraunhofer Austria e grandi imprese industriali come Infineon Technologies, che ha nella città di Villach uno dei suoi principali poli produttivi e tecnologici. Tra l’altro è notizia recente che Infineon investirà 1,1 miliardi di euro entro il 2034 nello stabilimento di Villach per realizzare la prima produzione europea su larga scala di semiconduttori di potenza al nitruro di gallio (GaN) su wafer da 300 millimetri. L’avvio della produzione è previsto per la fine del 2027.
Ma ripercorriamo, passo dopo passo, l’itinerario che ci ha portato a scoprire le potenzialità e le opportunità della ricerca in Carinzia.
Manifattura additiva: nuovi materiali per silvicoltura e medtech
La visita è iniziata proprio al campus della Carinthia University of Applied Sciences di Villach (foto sopra), dove i laboratori mostrano un altro aspetto dell’innovazione regionale: la ricerca applicata a problemi concreti della manifattura, della medicina e delle costruzioni.
Nel centro di ricerca ADMiRE, Sandra Schulnig (foto sotto) ha illustrato le sperimentazioni sulla stampa 3D con materiali polimerici, utilizzati sotto forma di filamenti o granuli.
«Stampare direttamente dai granuli permette di evitare il passaggio intermedio della produzione del filamento e di lavorare anche materiali molto morbidi, difficili da gestire altrimenti», ha spiegato.
Uno dei filoni più interessanti riguarda l‘utilizzo di residui di altre lavorazioni per realizzare nuovi materiali compositi, riducendo la quantità di polimero necessaria. «In un progetto abbiamo essiccato e triturato residui di cereali, ottenendo un composito con circa il 30% di questo materiale e il 70% di polimero. Con le aziende valutiamo poi le possibili applicazioni, per esempio contenitori per piante da interrare insieme alla pianta stessa».
Un’altra sperimentazione riguarda le protezioni utilizzate nella silvicoltura per difendere le giovani piante dagli animali. Oggi vengono spesso realizzate con plastiche di origine fossile che dovrebbero essere recuperate dopo l’uso, operazione complessa e costosa quando si tratta di migliaia di alberi. L’obiettivo è sviluppare materiali capaci di mantenere la propria resistenza per il tempo necessario e successivamente biodegradarsi.
Dall’ambiente alla medicina, la stampa 3D offre possibilità di personalizzazione difficili da ottenere con i processi tradizionali. Il laboratorio studia protesi realizzate con materiali morbidi, resistenti e adatti al contatto prolungato con la pelle.
Un progetto riguarda anche la miniaturizzazione di strumenti destinati a interventi sulle vie respiratorie dei bambini prematuri. «Stiamo studiando con un medico come ridurne le dimensioni, mantenendo al loro interno componenti come la telecamera e la luce».
Sono esempi di ricerca ancora in sviluppo, nei quali la collaborazione con utilizzatori e imprese serve a verificare se le caratteristiche dei materiali rispondano alle esigenze delle applicazioni finali.
Dalla stampa 3D ai robot umanoidi per l’industria
La manifattura additiva si collega direttamente a un altro filone di ricerca del campus di Villach: la robotica industriale.
Stefan Hofer (foto sotto) ha mostrato un sistema nel quale due robot collaborano alla stampa 3D. Il primo controlla l’ugello che deposita il materiale, mentre il secondo orienta il pezzo. Il movimento coordinato permette di lavorare su più assi e sperimentare geometrie difficili da ottenere con la stampa tradizionale.
Ma la ricerca guarda anche ai robot umanoidi, una tecnologia che potrebbe trovare spazio nelle fabbriche soprattutto dove l’automazione convenzionale incontra maggiori difficoltà.
«I processi nei quali ogni posizione e ogni oggetto sono sempre uguali sono già ottimizzati con l’automazione standard. Ci sono però attività nelle quali gli oggetti cambiano posizione e le postazioni sono progettate per gli esseri umani: è qui che gli umanoidi possono aiutare», spiega Hofer.
Un ulteriore campo di sperimentazione riguarda le mani robotiche. Non sempre servono cinque dita: in alcune operazioni ne bastano due o tre. La stampa 3D permette di costruire dispositivi di presa personalizzati, come quelli destinati alla raccolta di frutti delicati, che combinano materiali morbidi, sistemi pneumatici e sensori per controllare la forza applicata.
Il punto di incontro tra robotica e manifattura additiva è proprio questo: sviluppare sistemi più flessibili, adattabili a lavorazioni e ambienti che non possono essere completamente standardizzati.
Edilizia: nuovi materiali per rinforzare le strutture e farle durare
La visita è proseguita nel laboratorio di ingegneria civile, dove Norbert Randl (foto sotto) ha illustrato le sperimentazioni su materiali e tecniche per costruire edifici e infrastrutture più resistenti e durevoli.
Qui travi e solai vengono sottoposti a carichi crescenti fino alla rottura. «Facciamo accadere quello che non vorremmo mai vedere nella realtà. Dobbiamo capire come cedono le strutture e qual è la loro capacità portante, per ricavarne i criteri di progettazione».
Tra i materiali studiati ci sono le armature tessili in fibra di carbonio, utilizzabili sia nelle nuove costruzioni sia per rinforzare quelle esistenti. Il carbonio è leggero, resistente alla trazione e non soggetto alla corrosione tipica dell’acciaio, ma presenta un comportamento più fragile e costi maggiori. La ricerca punta quindi a individuare le condizioni nelle quali il suo impiego offre vantaggi effettivi.
Un altro filone riguarda il calcestruzzo ad altissime prestazioni, che permette di realizzare elementi più sottili e strati di rinforzo su strutture esistenti, come gli impalcati dei ponti. L’aggiunta di fibre corte d’acciaio può migliorarne il comportamento dopo la formazione delle fessure.
La difficoltà è trasferire queste soluzioni dal laboratorio al cantiere. «È come fare una torta molto complicata: servono una ricetta precisa, ingredienti e tempi di miscelazione corretti», osserva Randl. La ricerca riguarda anche la sostenibilità delle costruzioni, attraverso collaborazioni con partner italiani e sloveni. Tra queste c’è il lavoro dell’Università di Udine sull’impiego di polveri di pietra di provenienza locale.
Per Randl, una delle opportunità più importanti resta il prolungamento della vita delle infrastrutture: «Di solito è meglio conservare e riqualificare le strutture esistenti che demolirle». Il laboratorio sperimenta inoltre collegamenti per costruzioni in legno realizzati senza connettori metallici.
Dalla ricerca al mercato: il modello di open innovation della Carinthia University
Dalla stampa 3D alla robotica, dai materiali per l’edilizia alle applicazioni mediche, le sperimentazioni osservate a Villach hanno un elemento comune: il collegamento con le imprese e la ricerca di applicazioni industriali concrete.
A spiegare il modello è Martin K. J. Waiguny, direttore generale della Carinthia University of Applied Sciences, che sottolinea le dimensioni raggiunte dall’attività scientifica dell’ateneo.
«Non siamo molto conosciuti, ma siamo una piccola potenza nella ricerca. Siamo una delle università di scienze applicate più attive del Paese: attualmente abbiamo circa 190 progetti di ricerca in corso, che generano finanziamenti per circa 15 milioni di euro all’anno».
La rete di collaborazioni è internazionale, con progetti che coinvolgono partner di numerosi Paesi europei, tra cui Italia, Slovenia, Grecia, Ungheria, Germania e Spagna. I finanziamenti arrivano anche dai principali programmi dell’Unione Europea, come Horizon, Interreg ed Erasmus. Ma l’aspetto più significativo è il coinvolgimento delle aziende lungo l’intero percorso di sviluppo delle tecnologie. «Ci occupiamo di ricerca di base e ricerca applicata, realizziamo il collegamento con la prototipazione e svolgiamo anche i test necessari per arrivare alla produzione commerciale», spiega Waiguny. «Molti dei nostri programmi prevedono già la presenza di partner industriali. Le aziende partecipano alla ricerca, sviluppano e depositano i brevetti insieme a noi e successivamente si occupano della commercializzazione delle tecnologie».
Dallo streaming all’Emmy Award: la ricerca di Klagenfurt che arriva sul mercato
Il viaggio prosegue all’Università di Klagenfurt, dove il collegamento tra ricerca e industria emerge anche in un settore meno visibile, ma presente nella vita quotidiana di miliardi di persone: le tecnologie che permettono di distribuire video su Internet.
A raccontare questa attività è Christian Timmerer, responsabile del Christian Doppler Laboratory ATHENA, che ha contribuito allo sviluppo dello standard MPEG-DASH.
Nel 2022 il gruppo MPEG Systems ha ricevuto un Technology & Engineering Emmy Award proprio per MPEG-DASH, uno standard fondamentale per la distribuzione adattiva dei video online, dai contenuti on demand alle trasmissioni in diretta. Gli Emmy, lo ricordiamo, sono i premi in assoluto più prestigiosi a livello mondiale per il settore televisivo, spesso definiti gli “Oscar della televisione”.
«È stato un risultato collettivo, costruito in oltre dodici anni da più di novanta ricercatori e ingegneri di circa sessanta aziende. Personalmente ho coordinato la valutazione delle proposte iniziali, poi sono stato co-presidente del gruppo MPEG-DASH e co-editore della seconda parte dello standard», racconta Timmerer.
Quell’esperienza prosegue nel laboratorio ATHENA, dove la collaborazione con Bitmovin, azienda tecnologica specializzata nello streaming video, permette di sviluppare soluzioni per rendere più efficiente la distribuzione dei contenuti.
Uno stesso video viene normalmente preparato in diverse versioni, con livelli differenti di qualità, per adattarsi alle condizioni della rete e ai dispositivi degli utenti. «Il nostro obiettivo è distribuire video con la migliore qualità possibile, utilizzando le risorse in modo efficiente. Abbiamo sviluppato un metodo per riutilizzare i parametri di codifica di una versione nelle altre, accelerando la preparazione dei contenuti», spiega Timmerer.
Un altro filone riguarda l’utilizzo del machine learning per adattare la codifica alla complessità delle immagini, anche durante le trasmissioni in diretta. «Un cartone animato con colori semplici e un video ricco di dettagli richiedono risorse diverse. Grazie al machine learning abbiamo sviluppato una tecnologia che riconosce la complessità delle immagini e adegua dinamicamente la codifica», racconta il ricercatore. I test hanno dimostrato il funzionamento della soluzione anche con video fino a 120 fotogrammi al secondo.
L’intelligenza artificiale di Klagenfurt: algoritmi per risolvere problemi industriali complessi
Un’altra tappa all’Università di Klagenfurt riguarda l’intelligenza artificiale applicata a problemi industriali particolarmente complessi.
Il professor Gerhard Friedrich, docente di intelligenza artificiale e applicazioni industriali, studia sistemi capaci di individuare soluzioni efficienti quando il numero delle combinazioni possibili diventa troppo elevato per i metodi tradizionali.
Le applicazioni spaziano dalla sicurezza ferroviaria alla pianificazione degli impianti industriali, fino all’ottimizzazione della logistica.
«In tutti questi casi bisogna individuare la soluzione migliore tra un numero enorme di alternative, rispettando vincoli specifici. È come un sudoku che diventa sempre più grande e al quale si aggiungono nuove regole: le possibilità aumentano fino a rendere impraticabili i metodi di soluzione generali», spiega Friedrich.
Il gruppo di ricerca ha sviluppato CheckMate, un sistema sperimentale che utilizza i grandi modelli linguistici insieme a controlli logici e verifiche delle prestazioni per generare e perfezionare algoritmi.
«Chiediamo all’utente di descrivere quali caratteristiche deve avere una soluzione e di fornire alcuni esempi del problema, senza dover indicare come risolverlo. Il sistema genera il codice e lo migliora progressivamente attraverso un processo di evoluzione e feedback».
Per un’impresa, una possibile applicazione è la pianificazione della produzione: scegliere tra molte configurazioni rispettando contemporaneamente vincoli relativi a risorse, tempi e capacità degli impianti.
L’obiettivo è rendere accessibili tecniche di ottimizzazione complesse anche a chi conosce il problema industriale, ma non dispone necessariamente delle competenze specialistiche per sviluppare da zero gli algoritmi necessari.
Il vantaggio della Carinzia: trasformare la prossimità in innovazione
Il viaggio nei laboratori della Carinzia restituisce un quadro di ricerca molto diversificato.
Non tutte queste tecnologie sono già prodotti commerciali. Alcune sono ancora oggetto di sperimentazione, altre vengono sviluppate con partner industriali, altre ancora hanno contribuito a standard e soluzioni già utilizzati sul mercato.
Il punto comune è il tentativo di ridurre la distanza tra conoscenza scientifica e applicazione concreta. In una regione conosciuta soprattutto per le sue bellezze naturali, l’innovazione industriale si costruisce anche così: facendo incontrare chi sviluppa nuove conoscenze con chi può trasformarle in prodotti, processi e attività economiche.
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