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Io Uomo tu Robot
Robot per la salvaguardia dell’ambiente

Ogni anno il 5 giugno si celebra la Giornata Mondiale dell’Ambiente istituita dall’Assemblea Generale delle Nazioni Unite il 15 dicembre 1972 per portare all’attenzione di tutti i problemi e la necessità di difendere il nostro pianeta.

È dedicata al tema del declino della biodiversità del Pianeta e “È il momento per la Natura “è il motto dell’edizione 2020.

Di fronte a questa crisi la comunità internazionale lavora per un accordo mondiale per gli anni successivi   e l’UE ha   emanato la propria Strategia per la Biodiversità per il periodo 2021-2030.

 

I robot ecosostenibili possono aiutarci nella nostra lotta per contrastare i cambiamenti climatici e guidarci verso un futuro migliore? I principi progettuali sono ecoinnovativi e pertanto "rispettosi dell'ambiente"?

Rispondere con sicurezza a queste due domande non è facile in quanto l'utilizzo dei robot coinvolge ambiti diversi: dalla robotica industriale con l’impiego di sistemi automatici come parte integrante del lavoro industriale alla robotica di servizio dove i robot operano in maniera autonoma o semi-autonoma per compiere servizi utili al benessere degli esseri umani conquistando sempre più settori.

Robot rispettosi della terra ci riporta col pensiero a "Wall-e" il toccante capolavoro realizzato dalla Pixar Animation Studios con protagonista l’omonimo robottino che scrupolosamente e con perseveranza continua il lavoro per cui è stato programmato: raccogliere rifiuti e compattarli in piccoli cubi.

Sono passati ormai più di dieci anni dall’uscita nei cinema di Wall-E, un lungometraggio che affronta una tematica importante con la denuncia ecologista contro gli eccessi del consumismo e l’incuria per l’ambiente in cui viviamo. Un tema senz’altro oggi ancora di grande attualità se solo pensiamo ai continui segnali allarmanti che riguardano i cambiamenti climatici e il riscaldamento globale.

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.

Sono già in fase di sviluppo diverse tipologie di robot che possono aiutare a preservare l'ambiente in vari modi: dalla lotta agli incendi, alla gestione dei rifiuti e alla pulizia dei nostri oceani e fiumi. Robot ecosostenibili che possono aiutarci a svolgere attività rispettose dell'ambiente con la massima efficienza.

Il futuro della robotica sarà ecosostenibile con robot in grado di crescere, cambiare forma e progettati utilizzando materiale “intelligente” riciclabile, biodegradabile in grado di alimentarsi con fonti energetiche rinnovabili. Una volta terminato il proprio ciclo operativo, così come avviene in natura, potranno scomporsi senza effetti dannosi sull’ambiente.

Robot per combattere gli incendi

Nell’ultimo decennio, in particolare nel 2019, gli incendi forestali si sono propagati in modo drammatico in tutto il mondo e nella mente delle persone sono ancora presenti le immagini che hanno devastato l’Australia.

Gli incendi sono la causa principale della distruzione di specie animali e vegetali ed ha effetti nocivi sulla salute umana. 

I robot sono importanti in quanto ci aiutano a controllare rapidamente gli incendi e vengono utilizzati a distanza da vigili del fuoco.

I sistemi robotici di estinzione di incendi si avvalgono di soluzioni progettuali che associano il veicolo terrestre privo di conducente (unmanned ground vehicle, UGV) con sistemi di estinzione di incendi quali estintori e agenti di propulsione in grado di contenere gli incendi.

Utilizzano tecnologie GPS, computer vision e sensori di calore e si basano su tecnologie di intelligenza artificiale.

Un altro aspetto, non certo secondario, riguarda la possibilità di utilizzare i robot in ambienti ostili o inaccessibili e ad alto rischio per la vita umana e nelle operazioni di ricerca e salvataggio.

Salvaguardia della salute degli oceani

La Giornata Mondiale degli Oceani si celebra l’8 giugno di ogni anno, giorno dell’Anniversario della Conferenza Mondiale su Ambiente e Sviluppo di Rio de Janeiro. Un’occasione per riflettere sui benefici che gli oceani sono in grado di fornirci, ma anche sul dovere che riguarda ogni persona e sulla collettività di interagire con gli oceani in modo sostenibile.

Le attività umane sulla terra, gli effluenti industriali e la maggiore parte dei rifiuti prodotti dall'uomo finisce in un modo o nell'altro in mare. Negli oceani e nelle acque troviamo anche le microplastiche che derivano principalmente dall'abrasione degli pneumatici e dalla disgregazione di rifiuti plastici. Anche le navi e le piattaforme petrolifere hanno causato danni significativi agli oceani. 

António Guterres, segretario generale dell’Onu, ha ribadito che “gli oceani stanno diventando più acidi, mettendo a repentaglio la biodiversità marina e le essenziali catene alimentari” ed il principale nemico dei mari è la plastica.

In questi ultimi anni e a livello mondiale la ricerca robotica ha realizzato tipologie diverse di robot per la tutela degli oceani e dei fiumi.

Litter Hunter è un robot marino per il recupero della plastica in mare ed utilizzato per la prima volta la scorsa estate nella zona turistica della Costa d’ Amalfi.

«È una tecnologia che consiste in un drone aereo in grado di effettuare automaticamente le operazioni di individuazione della plastica galleggiante, e di trasmettere le coordinate dei rifiuti a un robot marino che raccoglie tutto il materiale in mare» spiega Emanuele Della Volpe ingegnere aerospaziale e Ceo di Green Tech Solution di Portici.

Silver-2 è un robot-granchio che apre una nuova strada nella salvaguardia dell’ecosistema marino in grado di esplorare i fondali senza causare danni a sé stesso e all’ambiente.

"Silver 2 pesa 20 chili - spiega Calisti - può scendere fino a 200 metri di profondità ed è dotato di sei zampe articolate e molleggiate che gli permettono di saltellare sul terreno senza danneggiarlo e di aggirare gli ostacoli. Può essere guidato a distanza grazie a una boa superficiale che riceve i dati e li trasmette wireless al computer dell'operatore".

Un robot bioispirato frutto del lavoro di un team di ricerca dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant'Anna, coordinato dal ricercatore Marcello Calisti.

Quando si pensa all’esplorazione del mare vengono in mente sottomarini o veicoli simili che nuotano fino ad arrivare in prossimità degli oggetti di interesse, tipicamente sul fondale. Noi abbiamo pensato di ribaltare il concetto: andare direttamente sul fondale, con un robot con delle gambe, per interagire in maniera più delicata ed efficace” spiega Marcello Calisti.

Secondo un approccio bioispirato questo robot si muove secondo i principi di locomozione caratteristici di animali come il granchio: è in grado di ripulire i fondali marini dalla microplastica, esplorare fondali poco conosciuti e in futuro sarà capace di raccogliere anche la macroplastica come i sacchetti e le bottiglie.

Il contributo della robotica sarà sempre più decisivo e importanti risultati ci vengono offerti dalla Soft robotics e robotica bioispirata. Ambiti di ricerca promettenti che cercano di sfruttare i miliardi di anni di evoluzione che la natura ha avuto per perfezionare le sue “macchine” e da essa trae ispirazione per copiarne le forme e le abilità acquisite.

Robotica, intelligenza Artificiale ed energia rinnovabile per il futuro del nostro pianeta

Cresce l’urbanizzazione mondiale, aumenta la domanda energetica e l'utilizzo di fonti di energia rinnovabile come l'energia solare ed eolica sono oggi una necessità assoluta e prioritaria.  I robot possono aiutare a semplificare i processi coinvolti nella generazione di energia rinnovabile, in particolare per le fonti di energia solare. La polvere può accumularsi sulle celle solari con conseguente riduzione della produzione energetica e i robot possono automatizzare il compito di pulire i pannelli solari ogni volta che lo strato di polvere sopra le celle supera i livelli consentiti. Ciò garantisce che i pannelli solari possano fornire la massima potenza e generare maggiori quantità di energia. Un'altra applicazione utile riguarda i robot con pannelli solari integrati. Questi robot sono in grado di generare la propria elettricità per azioni di monitoraggio o pulizia e non  dipendono da un’altra fonte di energia.

Agricoltura sostenibile

I robot sono in grado di rendere l'agricoltura più rispettosa dell'ambiente. Possono essere utilizzati per rilevare i livelli di biodisponibilità dei sali minerali ed in particolare dei macroelementi come l’azoto, il fosforo e il potassio che devono essere assorbiti in maggiore quantità. Analizzando i dati è possibile determinare i livelli ottimali di fertilizzanti, sia chimici che naturali, per ottimizzare la produttività e salvaguardare in tal modo la fertilità agronomica del terreno. Altri robot possono essere utilizzati per automatizzare pratiche agricole come la semina e l'irrigazione, attività che possono essere eseguite con maggiore precisione e in breve tempo. I robot possono anche essere utilizzati per la raccolta delle colture poiché i robot, collegati con sensori e computer vision,  determinano il momento ottimale per raccogliere la frutta.

I produttori agricoli guardano con interesse all’uso dei droni e per il momento la nuova tecnologia è adottata  principalmente dalle aziende agrarie di maggiori dimensioni tenendo conto dei costi di investimento necessari.

I droni sono dotati di fotocamere e sensori multispettrali, termici e infrarossi, che consentono un’agricoltura di precisione e utili per ottimizzare le principali operazioni colturali in terreni molto ampi: dalla semina, irrigazione, alla modulazione più accurata dell’utilizzo di fertilizzanti chimici ed un uso ottimale di pesticidi ed erbicidi.

Ciò consente di adottare pratiche agronomiche in maniera accurata e di risparmio: irrigazioni meno massive e più mirate ad ogni singola coltivazione erbacea o ad ogni singolo albero misurando attentamente i fabbisogni  senza dispendio inutile di acqua e sostanze chimiche.

L’Italia ha iniziato ad utilizzare i droni per sostenere la produttività olivicola anche nelle zone colpite da Xilella. Droni sono al lavoro per migliorare l’impollinazione degli ulivi italiani tenendo conto che normalmente significative quantità di polline degli ulivi veicolato da insetti impollinatori è disperso dal vento. Per ovviare a questo alcune aziende, a livello sperimentale, ricorrono ai droni per monitorare proprio questo aspetto.

Foto della Gallery: Droni in agricoltura,  Silver-2, Litter Hunter

Fonte foto e video: Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale di Roma (ISPRA)-Istituto di Biorobotica Scuola Superiore Sant'Anna, Pontedera-Green Tech Solution,Portici. 

 

 

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