Venus Swarm: lo sciame di pesci robot che difenderà il MOSE a Venezia

Si pensi a sentinelle robot che vivono in acqua, comunicando fra loro e coordinandosi. Tempo fa, fece, ad esempio, notizia Robofish, la carpa robot di Huonsheng Hu, professore della School of Computer Science and Electronic Engineering dell’Università di Essex. Huonsheng Hu, famoso per la sua passione per i pesci robotici, aveva, cioè, realizzato una carpa a pinne meccaniche per il monitoraggio ambientale delle acque, alloggiando nel suo scheletro chip, sensori chimici, antenne wi-fi, moduli Gps.

Quello della carpa robot rientrava in un progetto comunitario per il monitoraggio dei bacini portuali alla ricerca di inquinanti e contaminanti, fonti le navi o le condotte sottomarine. La tecnologia fu concepita come basata su un network di swarm intelligence, con i pesci robot, cioè, capaci di comunicare fra loro ricorrendo a un sistema a ultrasuoni e di convergere nella zona a seguito del segnale di un cyberfish che avesso individuato un contaminante o un inquinante, tale da consentire alle autorità portuali, raccolte le informazioni pervenute al centro di controllo a terra mediante sistema wi-fi in dotazione ai robot, di realizzare una mappa tridimensionale del porto con l’indicazione delle zone a rischio.

Fu, quindi, la volta del progetto Hydronet della Scuola Sant’Anna di Pisa – che a Livorno, alla Scoglio della Regina, aveva fondato il suo centro di robotica marina – per la realizzazione di una piattaforma basata su una rete di sistemi fissi (boe) e mobili (robot di superficie e sottomarini) a pannelli solari e autonomia di navigazione provvisti di sensori ambientali (biosensori enzimatici, sensori microfabbricati elettrochimici, sensori ottici) per il monitoraggio in tempo reale della qualità delle acque attraverso la misurazione di parametri fisici – temperatura, salinità, pH, torbidità – e chimici per l’individuzione di eventuali tracce di inquinanti – olio, cromato, cadmio, mercurio – e loro aree con superamento di limiti-soglia e quindi potenzialamente a rischio, e la possibilità per boe e robot, dopo la mappatura della zona monitorata, di inviare i dati a terra a un Remote Server Aml Core.

E ora l’Enea, che in un recente convegno sulle tecnologie di comunicazione a tutela delle acque marine e interne, ha presentato il progetto Venus Swarm, nato nel suo Laboratorio di Robotica di Casaccia e dalla collaborazione con Tor Vergata, con la costituzione di droni sottomarini per il monitoraggio ambientale, sorveglianza e sicurezza, soccorso in mare, oceanografia e archeologia subacquea. Con un’autonomia di tre ore, velocità di due nodi, peso di 40 kg, capacità di immersione di 50 m, la parte sensoristica è dotata di video, sensore di profondità, giroscopio, accelerometro, sonar panoramico, side-scan sonar, idrofoni.

I droni si muoveranno a sciame (swarm) a imitazione dei banchi di pesci. Flotta di pesci ipertecnologici bio-inspired, la chiamano nell’ambiente. “Venus è l’elemento base di un sistema a sciame composto da più veicoli cooperanti e coordinati ed è il risultato di anni di studi dei laboratori di Robotica” così, Vincenzo Nanni, ricercatore Enea. “Una linea di ricerca che prende spunto dall’imitazione delle forme di aggregazione animale e dell’intelligenza di gruppo”.  Perché il banco di pesci robot possa ben operare, i ricercatori hanno pensato a uno “sciame denso”, ossia a decine di droni a breve distanza gli uni dagli altri.

Come comunicheranno? Ciascun robot è un nodo di rete e tutti insieme formano un sistema wireless sottomarino, che utilizza suono e luce. Il sistema acustico, funziona in acque “sporche”, viceversa il sistema ottico in acque “pulite”. Per il futuro si pensa a una “autostrada digitale sottomarina” con l’implementazione di un sistema di comunicazione ibrido attraverso l’installazione di un modem multicanale ottico-acustico. Con quali vantaggi? “Grazie all’impiego della tecnologia ibrida il ‘dialogo’ tra robot e lo scambio di informazioni verso la superficie, raggiungeranno valori di megabit al secondo con straordinari miglioramenti rispetto alle attuali possibilita’, così, Enea. 

Il banco di pesci robot sorveglierà strutture vulnerabili come piattaforme petrolifere, gasdotti e porti, potenziali bersagli di sabotaggi e attacchi terroristici. “L’accesso ai porti attualmente viene controllato solo dalla superficie. La nuova formazione robotica, invece, è in grado di individuare l’eventuale attacco dai fondali. Anche i soccorsi potrebbero contare sulla squadra di robot pinnati per la gestione dei flussi migratori in mare”, così i ricercatori Enea, che spiegano come la flotta di pesci ipertecnologici potrebbe essere utilizzata anche per la salvaguardia di fauna e flora sottomarine, controllo dell’inquinamento, rilevamento di reperti archeologici sui fondali. 

Lo sciame di droni sottomarini sorveglierà anche il MOSE, il sistema di paratie a difesa di Venezia e della Laguna veneta dall’alta marea. “La tecnologia è legata alla protezione di infrastrutture critiche”, ci ha confermato Claudio Moriconi, responsabile del Laboratorio Intelligenza Distribuita e Robotica per l’Ambiente e la Persona di Enea. “Attraverso la protezione delle infrastrutture si ottiene indirettamente anche il risultato di proteggere l’ambiente grazie all’azione del MOSE medesimo”. 

Un prototipo di Venus è già stato testato in ambiente lacustre, mentre una “prima applicazione operativa” è prevista per il 2016 nell’ambito di progetti relativi alla sicurezza, in quanto tali, rigorosamente top secret.  

 

Abbiamo parlato di:

University of Essex Website Twitter Facebook

Scuola Superiore di Studi Universitari e di Perfezionamento Sant’Anna Website Twitter Facebook LinkedIn

Enea Website Twitter Facebook

Enea Robotics Lab Website

Università degli Studi di Roma Tor Vergata Website Twitter Facebook LinkedIn