«La dualità nella ricerca tecnologica»Ing. Tommaso GUASTAMACCHIADirettore V Reparto Segredifesa

-Innovazione Tecnologica-

V RepartoInnovazione Tecnologica

VERSO HORIZON 2020:Il ruolo di nuovi materiali e delle tecnologie di

manifattura per l’aerospazio.Pozzuoli 17 ottobre 2012

Agenda

• cenni ordinamentali• dual-use nella difesa• prospettive europee• alcuni esempi

SEGRETARIO GENERALE DELLA DIFESA E DIRETTORE NAZIONALE

DEGLI ARMAMENTI

UFFICIO GENERALE

DEL SEGRETARIO GENERALE

VICE SG/VICE DNA

III REPARTO POLITICA INDUSTRIALE E

RELAZIONI INTERNAZIONALI

IV REPARTO COORDINAMENTO DEI

PROGRAMMI DIARMAMENTO

1° UFFICIO PERSONALE MILITAR

2° UFFICIO PERSONALE CIVILE

3° UFFICIO INFRASTRUTTURE E

DEMANIO

4° UFFICIOANTINFORTUNISTICA CENTRALE, SANITA’ E

AMBIENTE E VIGILANZA

1° UFFICIO PROGR. FINANZIARIA, STRATEGICA E BILANCIO

UFFICIO GENERALE

C.R.A.

CIVILSCUOLADIFE

2° UFFICIO COORD. PROGRAMMI E

GESTIONE AMM.VO-

FINANZIARIA DEL BILANCIO,

CONTABILITA’ ECONOMICA ANALITICA

1° UFFICIO STUDI E COORD. GENERALE

2° UFFICIO AFFARI GIURIDICI E

CONTROLLO DI GESTIONE

3° UFFICIO AFFARI GENERALI

SERVIZIO SICUREZZA

SERVIZIO PUBBLICA INFORMAZIONE

SERVIZIO PROT. INFORMATICO

4° UFFICIO DI

PROGRAMMA PER

I SISTEMI LE APPLICAZIONI

E COOP.

SPAZIALI

VICE SG C.U.F.A.

V REPARTO INNOVAZIONE TECNOLOGICA

I REPARTO PERSONALE

II REPARTO COORD. AMMINISTRATIVO

VICE CAPO REPARTO

SERVIZIO CONTENZIOSO

DEL PERSONALE E COORDINAMENTO

VICE CAPO REPARTO

1° UFFICIO COORDINAMENTO AMMINISTRATIVO

2° UFFICIO COORDINAMENTO

GEN. IN MATERIA

CONTRATTUALE

3° UFFICIO MONITORAGGIO FLUSSI DELLA

SPESA

4° UFFICIO ACCORDI, ATTI E

MATERIE INTERNAZIONALI

CONSULENZA LEGALE

RAMDIFE

DIFEAMMISPEC

DIRAMINTE(DAI)

VICE CAPO REPARTO

VICE CAPO REPARTO

VICE CAPO REPARTO

1° UFFICIO POLITICA

INDUSTRIALE DEGLI ARMAMENTI

1° UFFICIO PROGR. TERRESTRI

1° UFFICIO INFORMATICA E

STATISTICA

2° UFFICIO POLITICA DEGLI

ORGANISMI INTERNAZ.

E MULTILATERALE

2° UFFICIO PROGR. NAVALI

2° UFFICIO PROGRAMMI E

STRATEGIA DI RICERCA E

PIANIFICAZIONE

3° UFFICIO COOP.NE INTERNAZ.

CON I PAESI NATO, UE E

NON NATO DELL’EUROPA,

ASIA CENTRALE, AMERICA

DEL NORD E CENTRO

3° UFFICIO PROGR.

AERONAUTICI 3° UFFICIO CODIFICAZIONDE, ASSICURAZIONE DI

QUALITA’, NORMAZIONE

TECNICA E STANDARDIZZAZION

E

4° UFFICIOCOOP.NE INTERNAZ.

CON I PAESI DELL’ASIA

MERIDION. E ORIENTALE, DELL’AFRICA,

DELL’OCEANIA E DELL’AMERICA DEL

SUD

4° UFFICIOPROGR. SPAZIALI,

DIFESA MISSILISTICA, TELEMATICA

E C4ISTAR

4° UFFICIOCOORDINAMENTO E

GESTIONE ENTI AREA TECNICO

INDUSTRIALE

DIREZ. DI PROGRAMMA

JSF

DIREZ. DI PROGRAMMA FORZA NEC

DIREZIONI GENERALI

PERSOMIL PERSOCIV PREVIMIL TELEDIFECOMMISERVIZI

DIREZIONI TECNICHE

TERRARM NAVARM ARMAEREO GENIODIFE

Segredifesa (V-VI-UGGEATI)

al 31-01-2010VI Reparto

Informatica Statistica e AQ

SEGRETARIATO GENERALE DELLA DIFESAE DIREZIONE NAZIONALE DEGLI ARMAMENTI

UGGEATIArea Tecnico Industriale

Capo Reparto

1° Ufficio Studi e Sistemi Informatici e Tematici

2° Ufficio Statistica

3° Ufficio Standardizzazione e

Assicurazione Qualità dei Materiali

InformaticaStatistica

StandardizzazioneAssicurazione Qualità

Codifica V RepartoRicerca Tecnologica

Capo Reparto

1° Ufficio Strategia di Ricerca e Pianificazione

2° Ufficio Programmi di Ricerca

Servizio Brevetti e proprietà Intellettuali

PNRMR&T Nato, Europa,Nazionale,Internazionale

Centri TecniciServizio Brevetti

Gestione della Conoscenza

Direttore

1° Ufficio Coordinamento Tecnico

2° Ufficio Programmazione Finanziaria e Bilancio

3° Ufficio Collegamento Personale Militare Agenzie Industrie Difesa

Gestione StabilimentiInterfaccia AID

SEGREDIFESAal 1 novembre

2011

Direttore

Servizio Centro Gestione della Conoscenza

Vice Capo Reparto

Vice Capo RepartoVice Direttore

Vice Direttore

1° Ufficio Informatica e Statistica

2° Ufficio Programmi e Strategie di Ricerca e Pianificazione

3° Ufficio Codificazione, Assicurazione di Qualità, Normazione Tccnica e

Standardizzazione

4° Ufficio Coordinamento e Gestione Area Tecnico Industriale

Servizio Brevetti e proprietà Intellettuali

Servizio Centro Gestione della Conoscenza

compiti

V RepartoInnovazione Tecnologica

V RepartoInnovazione Tecnologica

• Direttore

SEGRETARIATO GENERALE DELLA DIFESAE DIREZIONE NAZIONALE DEGLI ARMAMENTI

Vice Direttore

1° Ufficio Informatica e Statistica

2° Ufficio Programmi e Strategie di

Ricerca e Pianificazione

3° Ufficio Codificazione, Assicurazione di Qualità,

Normazione Tccnica e Standardizzazione

4° Ufficio Coordinamento e Gestione Area

Tecnico Industriale

Servizio Brevetti e Proprietà Intellettuali

Servizio Centro Gestione

della Conoscenza

Servizio Coordinamento generale

e Segreteria

Servizio di Supporto Fin. Amm.vo

e Contr. Di Gestione

GDL Horizon 2020

Definizione:La Ricerca Militare è l’attività che persegue il potenziamento delle capacità militari (individuate dallo Stato Maggiore della Difesa), ovvero delle capacità industriali di interesse della Difesa, attraverso programmi di breve, medio e lungo termine.

Competenza: Segredifesa, giusta• Codice dell’Ordinamento Militare, D. Lgs. 66/2010:

• Testo unico delle disposizioni regolamentari in materia di ordinamento militare, DPR 90/2010

Strumenti:• Capitolo 7101• Proprietà brevetti• Royalties• Centri di test • Accordi con altre amministrazioni in campo nazionale ed internazionale

art. 41art.15

art. 103 art. 104 art. 105

SEGRETARIATO GENERALE DELLA DIFESAE DIREZIONE NAZIONALE DEGLI ARMAMENTI

• Regolamento Interno per la per la “Ricerca Militare in campo nazionale” (SGD-G-024);

Approvato a ottobre 2011 

Condivisione degli obiettivi finali con lo Stato Maggiore Difesa e sua partecipazione strutturale nel processo di definizione delle attività di ricerca da condurre (Commissione di valutazione).

 Iniziativa non solo rappresentata da Enti/Organismi esterni alla Difesa (proposte da ditte, università ,ecc.), ma provenienti anche dall’interno, per modificare aspetti della Difesa di elevato interesse strategico.Trasparenza nei metodi, riservatezza nei contenuti.

 Massimizzazione dei risultati conseguiti, anche per mezzo di una pubblicazione annuale riassuntiva di quanto effettuato nel corso dell’anno precedente.

ATTIVITA’ V°REPARTOINNOVAZIONE TECNOLOGICA

progetti di ricerca proposti dall’esterno (“unsolicited”)

progetti di ricerca proposti dall’interno

modello “technology driven”

modello “capability driven”

cross-fertilization

TECHNOLOGY READINESS LEVEL

Agenda

• cenni ordinamentali• dual-use nella difesa• prospettive europee• alcuni esempi

cosa si intende per dual-use

Una tecnologia che, con limitati adattamenti, ha applicazioni civili e/o militari.

Il concetto si basa sulla capacità di identificare le tecnologie e di distinguere i settori militari e quelli civili.

cosa si intende per dual-use

Nel mondo legale-internazionale, è un concetto che nasce con riferimento all’energia nucleare (cfr. controllo armi atomiche), si estende ai voli spaziali (cfr. controllo missili balistici).

Oggi riguarda molti campi: nucleare, missilistico, chimico, elettronico, ecc.

(REGOLAMENTO (CE) N. 428/2009 del Consiglio del 5 mag 2009)

Prodotti a duplice uso sono i prodotti, inclusi il software e le tecnologie, che possono avere un utilizzo sia civile sia militare; essi comprendono tutti i beni che possono avere sia un utilizzo non esplosivo sia un qualche impiego nella fabbricazione di armi nucleari o di altri congegni esplosivi nucleari.

L’esportazione dei prodotti a duplice uso compresi nell’elenco allegato è subordinata ad autorizzazione.

il dual-use nella difesa

Leveraging.Se un computer commerciale è potente a sufficienza per soddisfare I requisiti militari, perchè spendere soldi del contribuente per svilupparne uno nuovo?Note: Smart customer + personalizzazioni + improvement. (es.: reti e refrigerazioni)

Campi elettromagnetici: sistemi di predizione e di misura per situazioni “facili”: un’antenna su un edificio

Countering.Come difendere le nostre forze da rischi di uso malevolo di tecnologie commerciali dual-use?Utilizzo tecnologie alternative (esempio: GPS vs sistemi inerziali)

Campi elettromagnetici: diffusione di sistemi di intercettazione e disturbo COTS; codici, antenne quasi- ottime (diagrammi laterali minimizzati e variabili nel tempo)

il dual-use nella difesa

Limiti.Funzioni particolari, non di interesse commerciale (esempio: localizzazione cecchino)Bassi volumi di produzione (assenza interesse commerciale; esempio: moduli TRX radar)Funzioni critiche (esempio: cifranti)

Campi elettromagnetici:• nave militare (EMC, segnatura, HERO, HERP, HERF, ECC);• aereo militare (copertura delle antenne, EMC, ecc.)

il dual-use nella difesa

moderno sistema amministrativo e contabile

Pilastro Produzione

PilastroInserzione

performance + affordability

PilastroRicerca

SINTESI:industria militare e enti della difesa impiegano componenti da industria non-militare (“technology transfer”):• personal computer, display• MEMS (microelectromechanical systems),• materiali (anche strutturali) avanzati• comunicazioni wireless• ecc.

“Technology transfer” inverso:• passaggio di tecnologie militari al mondo civile (economia di scala) - esempio di successo: GPS.Energy Havesting?

Inoltre “transfer” verso il commerciale:• procedure (esempio: triage, i codici colore)• standard (esempio: gantt, qualità)

PilastroInserzione

SINTESI:industria militare e enti della difesaproducono beni e servizi non-militari:• industria aeroautica• affitto infrastrutture ed

asset esecuzione test per scopi commerciali

• ecc.

Pilastro Produzione

(esempio: meteo; space weather?) (esempio: Arsenale Militare Marittimo affitta bacini carenaggio), (esempio: laboratori compatibilità elettromagnetica, ecc.),

il dual-use nella difesa

il dual-use nella difesa

PilastroRicerca

SINTESI:industria militare e enti della difesa condividono investimenti con industria non-militare per ricerca (di base, applicata, industriale) su:• materiali innovativi,• software,•cyber-domain•didtemi satellitari •readmap tecnologiche• ecc.

Inoltre, il Ministero della difesa riduce pretese su brevetti (utilizza i prodotti)

maggiore interesse da parte industriale

il dual-use nella difesa

PilastroRicerca

“dual-use” = soddisfare requisiti militari e commerciali

ottica di medio-lungo periodo per portare a maturazione tecnologie promettenti ed arrivare a tecnologie, componenti, sistemi, ecc. “dual use” (1° pilastro - Inserzione)

importanza che la difesa supporti l’industria nella R&D per affrontare le sfide del futuro

il dual-use nella difesa

PilastroRicerca

1) condivisione spese e rischi2) base di test più ampia (quantitativamente e qualitativamente)

PRO:

CONTRO:1) Rischio aree specifiche militari senza “copertura”2) Rischio dipendenza dall’estero

1) Analisi di Trade-Off2) Coesistenza di ricerca “dual-use” e di ricerca specifica militare

il dual-use nella difesa

PilastroRicerca

Coesistenza di ricerca “dual-use” e di ricerca specifica militare

Prodotti per mercato commerciale Prodotti per

mercato Militare

EXPLOITATION

Marketing e commercializzazione di competenza industria (finanziamenti al 50%)

il dual-use nella difesa

PilastroRicerca

Collaborazione Ministero Difesa con:•Ministero Istruzione, Università e Ricerca (IN)•Ministero Sviluppo Economico (OUT)

EXPLOITATION

Ministero Difesa come link fra Università e Industria:•prodotti e servizi•conoscenza

Agenda

• cenni ordinamentali• dual-use nella difesa• prospettive europee• alcuni esempi

• Protocollo di intesa fra Ministero della Difesa e Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca, in data 16/06/2011;

Possibilità di co-finanziare programmi di interesse strategico nazionale.

 Ipotesi di perseguire iniziative comuni che possano attingere a fondi europei.

Evitare sovrapposizioni e/o duplicazioni di interventi e, piuttosto, favorire una loro virtuosa integrazione.

Possibilità di incrementare il budget di riferimento per investimenti nella ricerca d’interesse della Difesa.

SEGRETARIATO GENERALE DELLA DIFESAE DIEZIONE NAZIONALE DEGLI ARMAMENTI

7 Programma quadro (2007-2013)

Per sostenere la ricerca, in Europa sono stati definiti dei «Programmi Quadro» , per i quali il referente nazionale è il MIUR

Sicurezza (duale)

SEGRETARIATO GENERALE DELLA DIFESAE DIEZIONE NAZIONALE DEGLI ARMAMENTI

G.d.L. HORIZON 2020

Il GdL Horizon 2020, ha i seguenti compiti:

Curare e monitorare le attività inerenti alla definizione e coordinamento di una policy nazionale di partecipazione della difesa alle attività della Commissione Europea in vista dell’inizio del programma Horizon 2020 previsto per il 01.01.2014 (Horizon 2020 sarà la naturale prosecuzione dei programmi quadro FP7 il cui termine previsto è fine 2013).Definire gli aspetti di specifico interesse della Difesa sulla base dei quali identificare precise linee di policy intese alla salvaguardia degli interessi nazionali nel settore dell’innovazione e della ricerca in cooperazione europea

SEGRETARIATO GENERALE DELLA DIFESAE DIEZIONE NAZIONALE DEGLI ARMAMENTI

G.d.L. HORIZON 2020

SEGRETARIATO GENERALE DELLA DIFESAE DIREZIONE NAZIONALE DEGLI ARMAMENTI

Il fine unico e univoco di Horizon 2020 è di creare un ponte fra

ricerca accademica e imprese, dando vita ad un programma

unico e coerente nei settori legati alla ricerca e all’innovazione,

destinato alle università, agli istituti di ricerca, alle imprese, con

una particolare attenzione alle PMI, che generalmente accedono

con difficoltà ai fondi comunitari a causa della complessità delle

procedure burocratiche e delle minori risorse economiche e di

capitale umano di cui dispongono.

Ricerca Militare

G.d.L. HORIZON 2020

Duale

Agenda

• cenni ordinamentali• dual-use nella difesa• prospettive europee• alcuni esempi

Micro Electro-Mechanical Sensors (MEMS):- I sensori generano onde ultrasoniche: i difetti modificano ampiezza, fase e durata del burst.

μ-wires:- Le proprietà magnetiche dei μwires ricoperti di vetro amorfo sono determinate dall’interazione magnetoelastica dei momenti magnetici con gli stress meccanici e di temperatura

Sensori a reticolo di Bragg: la lunghezza d’onda riflessa dal reticolo dipende dalla distanza spaziale tra le discontinuità del reticolo. Se la fibra viene deformata, tale distanza varia e con essa la lunghezza d’onda riflessa.

Sensori in fibra ottica:- Misure di perdita: l’intensità del segnale che si propaga nella fibra dipende dalle condizioni di strain e temperatura.

Scopo-Studio di sensori innovativi da impiegare nel monitoraggio strutturale avanzato di materiali sotto stress; essi permettono la valutazione dell’impatto di eventi esterni che possono verificarsi sia durante il funzionamento normale o a causa di condizioni speciali, fornendo una visione continua dello stato di salute della struttura e del suo degrado.Ambito: EDA Joint Investment Program ICET (Innovative Concepts and Emerging Technologies)Condizione: concluso

Materiali Compositi:- Monitoraggio dell’integrità strutturale e localizzazione dei difetti tramite sensori MEMS.- Sensori in fibra ottica per valutare lo stato in tempo reale della struttura sotto stress (meccanico o termico); Il sensore potrebbe utilizzarsi per monitorare il processo di curing e la vita del materiale.- Possibilità di integrare la fibra ottica in fase di realizzazione del materiale anche con la tecnica del filament winding

SolidRocketMotors:Monitoraggio dello strain e della temperatura nel grano di propellente durante le normali operazioni e durante il processo di curing tramite sensori in fibra ottica. Valutazione dello stato del propellente attraverso il monitoraggio di cricche nel grano durante e dopo il curing o a causa dell’invecchiamento del materiale.

Expansion of the bore (hoop strain)

Tension at the bondline (normal stress)

e 00 > 15% for ~ 10% of the web

High radial strain gradient in non homogeneous material region

Fibra

Danno

APPLICAZIONI

Obiettivo – Realizzare, in tecnologia ASIC (Application Specific Integrated Circuit), un tag RFID dotato di sensori ambientali e display. Il programma culminerà con la realizzazione di un dimostratore tecnologico VLSI (Very large scale integration).Ambito: Piano Nazionale Ricerca Militare Condizione: in corso Caratteristiche innovative:

• comunicazione attraverso il protocollo EPC standard, in modalità passiva;

• gestione dei sensori di temperatura, umidità, accelerazione e shock;

• gestione di un dispositivo di visualizzazione integrato a basso consumo;

• ampia capacità di memorizzazione non volatile;

• riduzione del consumo di potenza, tale da garantire una autonomia superiore a 10 anni;

• dimensioni estremamente ridotte.

• energy harvesting: insieme di tecnologie recenti volte alla raccolta dell’energia presente nell’ambiente esterno per alimentare sensori e dispositivi wireless. Le fonti di energia sfruttabili sono: solare, meccanica (vibrazioni o pressioni), elettromagnetica (segnali per telefonia cellulare).

ASIC (Application Specific Integrated Circuit): circuito integrato progettato e fabbricato per uno specifico scopo. Gli integrati ASIC permettono di raggiungere prestazioni superiori soprattutto dal punto di vista energetico e dimensionale. Grazie alla presenza del dispositivo di visualizzazione, consente in modo visuale di interpretare in tempo reale lo stato del manufatto.

Melissa - Micro-ELISa Sensing Asic

Melissa - Micro-ELISa Sensing Asic

La tecnologia RFID (Radio Frequency IDentification) è utilizzata per l’identificazione e il tracciamento automatico di oggetti, allo scopo di implementare un nuovo concetto di logistica automatizzata e di diagnostica con interpretazione immediata, teso a migliorare l’efficienza della logistica e della gestione dei componenti dei sistemi d’arma, Verso un concetto moderno di Availability Centered Maintenance

I vantaggi nella realizzazione di un tag RFID come componente ASIC sono:• maggiore densità di sensori di differenti tipologie e possibilità di integrazione della

tecnologia GPS;• migliore efficienza energetica ed operativa rispetto alla versione in tecnologia

discreta, con comunicazione puramente passiva;• bassi consumi di potenza in stand-by e possibilità di inserimento di meccanismi di

Energy Harvesting tali da garantire autonomie superiore ai 10 anni;• possibilità di utilizzare display a molecole bistabili per la visualizzazione direttamente

sul tag dello stato di salute dell’item;• possibilità di inserimento di logiche di cifratura e protezione dei dati avanzate

(tecniche di crittografia a curve ellittiche);• costo contenuto su volumi medio-alti.

APPLICAZIONI

Il sensore passivo consente la rivelazione e la stima delle coordinate 3D (distanza, azimut, elevazione) di un bersaglio aereo tramite l’elaborazione del segnale radio in banda FM (88-108 MHz).I sensori passivi non emettono onde elettro-magnetiche ma sfruttano quelle prodotte da sorgenti di opportunità (segnali radio FM, apparati di telecomunicazione, altri radar, etc.). Essi sono perciò compatibili con l’ambiente (non generano ulteriore inquinamento elettromagnetico) e possono quindi operare anche in prossimità di zone abitate e, più specificamente, in ambiente urbano.

L’obiettivo della ricerca è stato lo sviluppo di un sistema passivo per la rilevazione el’identificazione di bersagli a bassa Radar Cross Section (RCS).

Self Organizatio

n

Local Interactio

ns

Autonomy of units

Entities share common goal

Stigmergy

Simple rules or

units

Il progetto “Sistema Adattativo Multirobot (SAM)” si propone di valutare iVantaggi derivanti dall’utilizzo di sistemi robotizzati basati sul concetto di agenticooperanti in varie tipologie di missioni.

L’obiettivo del progetto era lo studio e la progettazione di funzioni, metodologie eprotocolli per la cooperazione tra robot e sua validazione tramite dimostratoretecnologico.

Stazione Operatore

Area da Sorvegliare

• La Squadra è composta da più Robot, diversificati per mansione e capacità, che cooperano tra loro per il raggiungimento del comune obiettivo.

• La Squadra di Robot elabora dati sia da sensori propri sia da reti di sensori esterne per supportare l’operatore con dati atti ad una pronta ed affidabile identificazione di intrusioni.

• La Squadra di Robot reagisce ad eventi esterni adattando il proprio comportamento per il raggiungimento dell’obiettivo assegnato.

• La Squadra di Robot è multimissione: per una data missione ogni Robot adotterà il comportamento atto a perseguirne gli obiettivi.

Rete Sensori Anti-intrusione

Esempio di Missione SAM : Sorveglianza di Sito

Stazione Operatore

• La Squadra è composta da più Robot, diversificati per mansione e capacità, che cooperano tra loro per il raggiungimento del comune obiettivo.

• La Squadra di Robot reagisce ad eventi esterni adattando il proprio comportamento per il raggiungimento dell’obiettivo assegnato.

• La Squadra di Robot è multimissione: per una data missione ogni Robot adotterà il comportamento atto a perseguirne gli obiettivi.

Minaccia

Esempio di Missione SAM : Indagine NBC

grazie dell’attenzione

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