Ecosistemi costieri: droni e AI per monitorarli

Le strumentazioni del progetto Nauta

UDINE – Monitorare lo stato di salute degli ecosistemi costieri adriatici, minacciati dai cambiamenti globali, per contribuire a strategie di mitigazione degli impatti con metodi non invasivi grazie all’utilizzo di droni, sensori e dell’intelligenza artificiale.

Esplorare i siti archeologici in ambienti lagunari e marini di basso fondale, come la costa e la laguna di Grado, con piattaforme aeree e sistemi robotici per realizzare mappe visuali, aeree e subacquee, e acustiche a elevata precisione.

Sono i due progetti dell’Università di Udine, rispettivamente A-Mare e Nauta, presentati oggi durante il convegno “Conoscenza e futuro dei bassi fondali” nel capoluogo friulano.

Una giornata di studi sui bassi fondali, soprattutto a ricerche sulle loro peculiarità ambientali e archeologiche, alla loro gestione, tutela e valorizzazione e alle potenzialità future. A organizzarla sono stati l’Ateneo, la Marina militare e l’associazione Futuri probabili.

A portare i saluti di apertura sono stati: il rettore, Angelo Montanari; il sindaco di Udine, Alberto Felice De Toni, e la soprintendente Archeologia, belle arti e paesaggio del Friuli Venezia Giulia, Paola Ventura. Hanno introdotto i lavori i presidenti dell’Associazione Futuri probabili, Luciano Violante, e della Fondazione Polo nazionale della subacquea, Roberta Pinotti.

Il progetto Nauta è stato illustrato dai coordinatori scientifici dell’evento, Massimo Capulli e Gian Luca Foresti, docenti dei dipartimenti, rispettivamente, di Studi umanistici e del patrimonio culturale e di Scienze matematiche, informatiche e fisiche. A-Mare dai docenti Francesco Boscutti e Francesco Trevisan, dei dipartimenti, rispettivamente, di Scienze agroalimentari, ambientali e animali, e Politecnico di ingegneria e architettura.

A-Mare

Obiettivo del progetto “Autonoumus – Monitoring, analysis, resilence” (A-Mare) è mappare le acque costiere adriatiche poco profonde. In particolare, lo stato della vegetazione e il monitoraggio dell’invasione biologica, della biodiversità e delle dinamiche geomorfologiche.

Acquisisce dati e bioindicatori per valutare la qualità dell’acqua e la biodiversità per arrivare a comprendere l’evoluzione dell’ecosistema nel tempo. Utilizza droni aerei, marini e subacquei con l’appoggio di Uniud Sailing Lab, la barca a vela laboratorio dell’Università di Udine, e del laboratorio AeroUd di tecnologie aeree.

Il natante è dotato di strumenti sviluppati per l’acquisizione e l’analisi dei dati di superficie, di acqua e di aria.

Queste attività sono potenziate dal supporto dell’intelligenza artificiale per: l’elaborazione automatizzata dei dati, il riconoscimento di “costanti” ecologiche, la classificazione degli habitat e la previsione delle dinamiche ambientali. Tutti i metodi non sono invasivi, consentono un monitoraggio continuo nel tempo e l’integrazione con sistemi di osservazione su larga scala.

Permettono così di ottenere una visione dettagliata dello stato di salute di ambienti fragili e complessi, come le lagune, individuando aree di sofferenza ambientale legate, ad esempio, all’innalzamento del livello medio del mare dovuto ai cambiamenti climatici. E anche nelle acque costiere poco profonde (lagune) e nelle zone di transizione tra terra e mare, come barene e canneti dei delta fluviali, ambienti difficili da monitorare con metodi tradizionali.

Il gruppo di ricerca di A-Mare è costituito da: Antonio Affanni, Luca Casarsa, Andrea e Francesco Trevisan del Dipartimento Politecnico di ingegneria e architettura; da Ivan Scagnetto del Dipartimento di Scienze matematiche, informatiche e fisiche; Francesco Boscutti del Dipartimento di Scienze agroalimentari, ambientali e animali.

Nauta

Il progetto “New air-underwater technologies for archaeology” (Nauta) è stato sperimentato nelle ricerche condotte a Grado – in collaborazione con la Soprintendenza archeologia, belle arti e paesaggio del Friuli Venezia Giulia –, in particolare sul sito lagunare di Marina di Macia.

Grazie all’impiego congiunto di un drone aereo e di un operatore subacqueo sono stati importati entrambi i rilievi, georeferiti e perfettamente sovrapponibili. Questo ha reso possibile integrare in un’unica piattaforma informatica dati acquisiti in fasi e con metodologie differenti.

Lo stesso metodo è stato applicato al sito delle Piere di San Gottardo, a circa 350 metri dalla costa con l’aggiunta di un terzo tipo di rilievo, quello acustico. In questo modo è stato possibile integrare mappe visuali (aeree e subacquee) a quelle acustiche ad elevata precisione. Il progetto si basa principalmente sull’attività e sulla strumentazione di due laboratori dell’Ateneo friulano.

Quello di Sistemi autonomi del Dipartimento di Scienze matematiche, informatiche e fisiche. E quello di Archeologia subacquea del Dipartimento di Studi umanistici e del patrimonio culturale. Per le aree archeologiche più profonde i due dipartimenti stanno lavorando allo sviluppo di droni multirotore con fotocamere termiche e multispettrali che consentono rilievi fino a 120 metri dal suolo su vaste aree. Questo per individuare configurazioni ricorrenti sotto la superficie dell’acqua, quindi potenzialmente di origine umana. Sono inoltre utilizzati sistemi robotici filoguidati dotati di strumentazione sonar.

I bassi fondali

Per bassi fondali si intendono quelle aree in cui la profondità dell’acqua varia, a seconda del contesto, da pochi centimetri fino a circa 10 metri. Una condizione che caratterizza ampi tratti delle coste italiane, in particolare buona parte di quelle del Friuli Venezia Giulia, e tutti i sistemi lagunari.

Questi ambienti rientrano tra i più fragili dal punto di vista ecologico. I cambiamenti climatici vi producono effetti particolarmente intensi poiché si tratta di ecosistemi esposti, dinamici e sensibili alle variazioni di temperatura, salinità, qualità dell’acqua e, soprattutto, del livello del mare.