La soluzione più avanzata per seguire i confini delle praterie di Posidonia non è solo tecnologia a distanza, e il sistema PANACEA dimostra un nuovo modo di raccogliere dati

Il progetto PANACEA ha sviluppato un sistema di multi-robot autonomi e intelligenti per monitorare le praterie di Posidonia oceanica, finanziato dal Ministero dell’Università e Ricerca nell’ambito del programma PRIN2022 e condotto dalle Università di Pisa e di Firenze nell’arco di due anni e mezzo.

La sperimentazione ha incluso prove in acqua dolce e nei fondali marini tra Cecina e Livorno, con l’obiettivo di automatizzare rilievi che finora erano affidati a immersioni umane, più costose e limitate nella copertura delle aree osservate.

Sperimentazione tra Cecina e Livorno

Le prove sul campo si sono svolte nei fondali marini compresi tra Cecina e Livorno, dove i ricercatori hanno testato la cooperazione tra veicoli di superficie e subacquei. I dati raccolti sono immagini ottiche e acustiche dei fondali, elaborate da algoritmi di intelligenza artificiale direttamente a bordo dei robot. L’uso congiunto di questi sensori permette ai sistemi di distinguere tra fondale sabbioso, fondale roccioso e la presenza di Posidonia viva o morta.

Robot Zeno e FeelHippo

Durante le sperimentazioni il drone subacqueo Zeno dell’Università di Pisa ha operato insieme al veicolo di superficie FeelHippo dell’Università di Firenze, comunicando tra loro per eseguire missioni coordinate. I robot sono in grado di seguire il limite della prateria di Posidonia in completa autonomia e di inviare elaborazioni visive e acustiche. Secondo i ricercatori, i vantaggi includono la precisione dei rilievi, la semplicità d’uso, i bassi costi di gestione e la possibilità di replicare i percorsi a distanza di tempo.

Riccardo Costanzi, docente di robotica all’Università di Pisa, ha dichiarato: “Uno dei risultati principali del progetto – spiega Riccardo Costanzi, docente di robotica all’Università di Pisa – è stato l’utilizzo di algoritmi di intelligenza artificiale per il riconoscimento automatico della tipologia di fondale, in particolare i nostri robot hanno imparato a distinguere fondale sabbioso, roccioso dalla presenza di Posidonia oceanica viva e Posidonia Oceanica morta.”

Alessandro Ridolfi, docente di robotica all’Università di Firenze, ha spiegato la soluzione per la localizzazione: “Dato che sott’acqua non è possibile utilizzare il GPS – prosegue Alessandro Ridolfi, docente di robotica all’Università di Firenze – per assicurare la precisione dei rilievi il progetto PANACEA propone un sistema robotico innovativo basato sulla cooperazione tra un veicolo subacqueo autonomo (AUV) e un veicolo di superficie (ASV).”

Il meccanismo descritto prevede che il veicolo subacqueo raccolga dati sulla Posidonia mentre il veicolo di superficie mantenga un canale di comunicazione acustica con il subacqueo, consentendo di localizzare con precisione la posizione del veicolo subacqueo. Le elaborazioni del veicolo subacqueo sono visualizzate su un’interfaccia grafica di un computer a terra, permettendo all’operatore di monitorare in tempo quasi reale l’andamento della missione e lo stato dell’ambiente osservato, senza la necessità di gestire direttamente il veicolo.

L’intero sistema è descritto come un’infrastruttura completa e integrata e rappresenta un esempio di collaborazione tra ingegneria robotica e biologia marina, con potenziali ricadute sulla tutela degli ecosistemi marini e sulla sostenibilità delle attività di monitoraggio della Posidonia.