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Io Uomo tu Robot
Monitoraggio robotico degli habitat naturali per un futuro più sostenibile

Non è l’uomo che deve battersi contro una natura ostile, ma è la natura indifesa che da generazioni è vittima dell’umanità “.
(Jacques-Yves Cousteau)

 

Il riscaldamento globale e l'inquinamento minacciano la sopravvivenza di un milione di oltre otto milioni di specie nelle foreste e negli oceani del pianeta con effetti inimmaginabili sugli ecosistemi e sulla ricchezza di biodiversità che sostengono la nostra vita.   

Gli esseri umani si sono evoluti per esistere in una gamma molto ristretta di condizioni ambientali e, finora, la Terra è l'unico pianeta su cui siamo sicuri di poter sopravvivere. Il clima sta cambiando e stiamo consumando risorse naturali a un ritmo allarmante, quindi è più urgente che mai trovare modi per ridurre il nostro impatto ambientale in modo che la nostra specie possa continuare a vivere sulla Terra per i millenni a venire ", ha affermato Donald Ingber del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering presso l'Università di Harvard

L’uomo è il principale responsabile delle emergenze ambientali e degli effetti che questi hanno sul pianeta e da troppo tempo assistiamo ad un progressivo deterioramento degli equilibri naturali.

La ricerca e le innovazioni tecnologiche stanno rivoluzionando il modo di affrontare il cambiamento climatico globale: intelligenza artificiale, Internet of Things, big data, machine learning.

Ricercatori robotici e ingegneri ambientali stanno esplorando le applicazioni della robotica agli ecosistemi per dare risposte all'accelerazione dei cambiamenti ambientali, climatici e della biodiversità.

L’UE risponde a queste sfide attraverso politiche profondamente trasformative contenute nel Green Deal europeo attraverso il ripristino e alla conservazione degli ecosistemi aumentando la copertura delle aree terrestri e marine protette ricche di biodiversità costruite sulla rete Natura 2000.

Con oltre il 18% della superficie terrestre dell'UE e quasi il 6% del suo territorio marino, Natura 2000 rappresenta la più grande rete coordinata di aree protette al mondo. La copertura terrestre e marittima sarà aumentata fino al 30% entro il 2030.

Soft Robotics

Uno degli ambiti di ricerca robotica senz’altro più attuali è rappresentato dalla realizzazione di sistemi robotici sempre più soft, i “robot morbidi”. La Soft Robotics è un’area interdisciplinare che ha l’obiettivo di realizzare robot che siano in grado di interagire con l’ambiente e l’uomo in modo sicuro e per questo realizzati con materiali   biomimetici “intelligenti” che si caratterizzano per essere dotati di parti “morbide”, meccanismi flessibili e deformabili.

La natura rispetto all’uomo si avvale di circa 3,8 miliardi di anni in fatto di ricerca e sviluppo e dispone di materiali dalle prestazioni straordinarie. Certamente una lezione fondamentale per chi si occupa di ingegneria dei materiali che tiene conto del fatto i sistemi naturali hanno saputo ottimizzare nel tempo i materiali, l’efficienza delle forme e della meccanica dei movimenti.

Sistemi robotici per il monitoraggio di habitat naturali

Per eseguire il monitoraggio ambientale di un'area così vasta gli operatori umani sono attualmente l'unica scelta possibile per muoversi in ambienti impervi e difficili da esplorare come dune, foreste e montagne.

La robotica con i progressi degli ultimi anni rappresenta in tal modo l'alternativa artificiale con robot che attualmente sono capaci di uscire dai loro spazi strutturati della produzione ed in grado di muoversi in habitat naturali tra dune, praterie e foreste sempre più minacciate dal surriscaldamento globale e dall’inquinamento.

Una prospettiva che si basa necessariamente sull’aggregazione della cognizione artificiale con sistemi dotati di flessibilità ed appartenenti al campo interdisciplinare della soft robotics, un settore emergente della biorobotica che si avvale di materiali morbidi e deformabili, in grado di interagire con gli esseri umani e l’ambiente circostante

L’Università di Pisa nei prossimi tre anni coordinerà il progetto “Natural Intelligence for Robotic Monitoring of Habitats (NI)” finanziato dall’Unione Europea con un budget totale di tre milioni di euro con l’obiettivo di utilizzare i robot, dotati di sensori per il monitoraggio degli habitat naturali.

Il progetto Natural Intelligence (NI) ha preso avvio nel mese di gennaio 2021 e il responsabile del progetto è Manolo Garabini, ricercatore del Centro di RicercaE. Piaggio” e del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, che guiderà un consorzio di partner internazionali. Con lui collaborano all’Università di Pisa Franco Angelini e Riccardo Mengacci, rispettivamente post doc e dottorando in Robotics.

I partner del progetto sono: Imperial College (UK), Politecnico di Zurigo (CH), Università di Kingston (UK), Università di Delft (NL), Consiglio Superiore per la Ricerca Scientifca (E), Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, Qbrobotics Srl.

In ambito botanico e per il monitoraggio ambientale sono coinvolte anche le Università di Siena, Sassari, Perugia e Milano.

L'approccio NI

Garabini spiega che «Il progetto NI mira a sviluppare nuovi sistemi in grado di sfruttare un corpo basato su tecnologie soft robotiche in grado di adattarsi ad ambienti non strutturati. A questi corpi speciali, verranno affiancati dei nuovi algoritmi che costituiranno la mente dei robot. L’obiettivo di questi algoritmi sarà molteplice: da un lato faciliteranno la locomozione, rendendola energeticamente più efficiente, più robusta a disturbi e a terreni irregolari e permettendo anche movimenti più ardui, quali salti dinamici o camminare su sentieri ripidi; dall’altro lato, questi nuovi algoritmi renderanno i robot in grado di svolgere in modo (parzialmente) autonomo la missione preposta, ovvero permettendo di muoversi liberamente nell’ambiente, di rimediare a eventuali cadute, e anche di identificare e catalogare le varie specie tipiche degli ambienti naturali sotto analisi».

Il progetto produrrà anche linee guida per il monitoraggio ambientale mediante l’utilizzo di sistemi robotici, «con lo scopo ultimo di includere queste teologie nei Manuali per il monitoraggio di specie e habitat di interesse comunitario in Italia (Direttiva 92/43/CEE)». –Garabini conclude: «Le nuove tecnologie sviluppate da NI permetteranno di facilitare e rafforzare la salvaguardia ambientale, rendendo l’Unione europea leader mondiale nel settore In aggiunta a ciò, le nuove tecnologie potranno essere applicate anche in altri settori, come quello agroalimentare o quello di ispezione e manutenzione».

 

 

Fonti: Università di Pisa, comunicati-stampa, robot per il monitoraggio di habitat naturali, al via ilprogetto natural intelligence

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