Quelli che si sono potuti vedere in funzione nei giorni scorsi a Expo Venice Aquae erano un’avanguardia di quello che sarà un piccolo esercito di custodi automatici della Laguna Veneta; erano i primi esemplari di uno sciame di 120 pesci robot che formeranno il più grande sistema intelligente di monitoraggio subacqueo del mondo: si tratta di robot progettati per muoversi agevolmente in ambienti marini e in grado di raccogliere e comunicare in modo autonomo i dati. Saranno immessi nella acque lagunari a partire dall’anno prossimo e agiranno indisturbati all’interno di un progetto scientifico dell’Unione Europea che mira a stabilire nuovi standard nel monitoraggio ambientale subacqueo, un’operazione preziosa per contrastare gli effetti dell’inquinamento e del cambiamento climatico ma complessa e piuttosto costosa.
Il progetto UE – costo 4 milioni di euro, durata 48 mesi a partire da aprile 2015 – è il subCULTron ed e realizzato da un gruppo di ricerca che vede la presenza del CO.RI.LA., il Consorzio di Venezia per le ricerche lagunari, e della Scuola Superiore di Sant’Anna di Pisa accanto a università e aziende di Austria, Croazia, Francia, Belgio e Germania. Capofila del progetto è l’Artificial Life Lab dell’Università di Graz (Austria). Il subCULTron applica il cosiddetto “approccio a sciame”, ispirandosi a quanto avviene in natura con gli animali che agiscono appunto in “sciami”, col vantaggio di poter controllare un’area molto più ampia e a costi più contenuti di quanto non accadrebbe ricorrendo ai normali robot.
Il team internazionale sta lavorando su tre diverse tipologie di robot, due delle quali, il “pesce artificiale” (artificial fish, abbreviato in aFish) e le “cozze artificiali” (aMussels), erano quelle messe in esposizione a Expo Venice Aquae; un terzo tipo di robot, gli aPads, sono ancora in fase di completamento. Anche i singoli robot quindi sono “bio-inspired”: gli aFish, lunghi all’incirca 30 cm, sono ispirati ai pesci veri e propri e come essi sono agili, veloci, in grado di immersioni profonde; gli aMussels, ispirati nella forma alle cozze, sono dotati di un guscio protettivo, e sono stati progettati per posarsi sui fondali marini, raccogliere i dati e spostarsi utilizzando fonti di energia, come ad esempio, le correnti d’acqua; gli aPads sono ispirati, nella forma, alle ninfee: galleggiano in superficie e sono in grado di cambiare la direzione delle loro foglie a seconda del movimento del Sole, per ottenere energia.
Il progetto consentirà di sperimentare nuove soluzioni per le tecnologie subacquee: si potranno testare nuovi concetti di sensori e attuatori, si implementeranno sistemi di energy harvesting, cioè di recupero anche di minime fonti di energia, e saranno sviluppati nuovi sistemi di autonomia energetica; spianando la strada all’industria per l’allestimento di grandi flotte di sciami di veicoli subacquei per diversi compiti, dal monitoraggio, alla prospezione all’approvvigionamento minerario.
Non solo la forma e la struttura, cioè l’hardware, è bio-ispirato ma anche la comunicazione e quindi il software. La flotta infatti comunica tramite algoritmi derivati dall’analisi del comportamento degli insetti “sociali”, come ad esempio le api, che costituiscono sistemi in grado di funzionare anche senza una unità centrale di controllo, e che per questo sono particolarmente resilienti, cioè pronti a reagire a malfunzionamenti e imprevisti. Algoritmi del genere fanno in modo che lo sciame nel suo complesso è consapevole dello stato interno di tutti i suoi membri swarm e che, al tempo stesso, può prendere decisioni collettivamente, il che è molto importante in ambienti soggetti a rapide evoluzioni, come la Laguna di Venezia, dove la natura deve far fronte a numerose e varie situazioni create dall’attività umana.
Venezia è stata scelta come area sperimentale di questo nuovo sistema integrato robotizzato, proprio in virtù dell’enorme varietà biologica ed ecologica nonché delle continue influenze che industrie, abitanti e turisti esercitano sull’ambiente e sugli organismi che la popolano. Esperimenti nell’ambito del progetto subCULTron avranno luogo nei canali di Venezia, nelle saline circostanti e in un allevamento di mitili nelle vicinanze. In totale, un numero enorme di dati diversi provenienti da diversi habitat con varie influenze potranno essere raccolti e analizzati dagli scienziati in seguito.
I dati – ad esempio la qualità dell’acqua – saranno anche pubblicati su Google Maps e usufruibili dal pubblico in diretta attraverso Pc, tablet e cellulari. In tal modo la società potrà trarre profitto direttamente dalle informazioni ottenute dallo sciame subCULTron. Ma si creerà anche un ciclo di feedback tra la società umana e la società di robot: decisioni di esseri umani, sulla base delle informazioni fornite dal sciame, a loro volta influenzeranno le future raccolte dei dati da parte dello sciame.
Così– dicono i protagonisti del subCULTron – la raccolta di più dati possibili dalle più diverse aree potrà aiutare a ottenere una migliore comprensione dell’interazione multistrato di influenze naturali e umane sul corpo idrico della laguna di Venezia e ciò potrà contribuire alla ricerca di modi nuovi ed efficaci per difendere un patrimonio dell’umanità dalle minacce future.
