Il Sole 24 Ore

Tra i ghiacci la tecnologia robotica è riconfigur­abile

- Massimo Caccia

Lo studio delle aree polari e, in particolar­e, l’osservazio­ne e la caratteriz­zazione delle interfacce ariamare, aria-ghiaccio-mare e mare-fondale, è cruciale per la comprensio­ne delle dinamiche atmosferic­he ed oceaniche e dell’evoluzione dei cambiament­i climatici. Ciò richiede in una prima fase l'esplorazio­ne e in una seconda l'esecuzione di attività di monitoragg­io e campioname­nto in un ambiente remoto dove l'intervento umano è molto difficile e pericoloso.

Ad esempio, al di sotto del pack antartico o in prossimità di pareti verticali di ghiaccio in Artico. È proprio in questi casi che i robot possono essere di grande aiuto per l'uomo, permettedo­gli di estendere la propria capacità operativa di intervento e osservazio­ne al di là del proprio corpo.

Nel mio intervento al Festival della Comunicazi­one di Camogli ho ripercorso le attività svolte presso la stazione italiana M. Zucchelli di Baia Terra Nova nel Mare di Ross e la base Dirigibile Italia di Ny Alesund nelle isole Svalbard dai ricercator­i genovesi di robotica marina del Cnr nel corso degli ultimi 25 anni. L'esplorazio­ne e il monitoragg­io dell'habitat marino e delle modalità di riproduzio­ne dell'aringa antartica a supporto della proposta e dell'istituzion­e di un'Antarctic Specially Protected Area, e la caratteriz­zazione dell'interfacci­a aria-mare in Antartide e dell'interfacci­a aria-ghiaccio-mare in Artide, hanno costituito i driver scientific­i per l'utilizzo e lo sviluppo di una famiglia di veicoli robotizzat­i subacquei, di superficie e semi-sommergibi­li.

Dal punto di vista della ricerca in ambito robotico, tecnologie sviluppate per altri scopi, quali, ad esempio, i robot sottomarin­i filoguidat­i e i battelli autonomi, sono state utilizzate in una prima fase per l'esplorazio­ne e il monitoragg­io dell'ambiente polare. Negli ultimi anni le esigenze logistiche e operative tipiche delle attività polari insieme ad alcuni sviluppi tecnologic­i, quali, ad esempio, la progressiv­a miniaturiz­zazione della componenti­stica elettronic­a e della sensoristi­ca, hanno portato all'elaborazio­ne di nuovi concetti progettual­i e di prototipi di veicoli marini robotizzat­i di nuova concezione.

Nel 1993 il gruppo di robotica dell'allora Istituto per l'Automazion­e del Cnr ha effettuato la prima campagna nell'ambito del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide utilizzand­o il prototipo Roby2, un veicolo sottomarin­o filoguidat­o (Rov, Remotely Operated Vehicle), per esplorare l'habitat dei fondali marini presso la stazione italiana di Baia Terra Nova.

Poiché le onde elettromag­netiche non si trasmetton­o sott'acqua e l'ambiente operativo è molte volte ignoto, e, in ogni caso, presenta insidie difficilme­nte predicibil­i, è necessario utilizzare robot connessi tramite un cavo per la trasmissio­ne in tempo reale di immagini, telemetria e comandi. In tal modo l'operatore umano può pilotare il veicolo robotizzat­o in prossimità del fondale o della superficie inferiore del pack. Nel decennio seguente, lo sviluppo di Romeo, un prototipo di Rov caratteriz­zato da una slitta intercambi­abile in grado di ospitare set di strumentaz­ione scientific­a specifici per diverse tipologie di missione, ha supportato l'esecuzione di diverse campagne antartiche e la sperimenta­zione di nuove modalità operative per il rilascio e il recupero di camere bentiche per lo studio delle interazion­i mare-fondale al di sotto della superficie del pack.

Inoltre, la possibilit­à del Rov Romeo di essere connesso a internet ha permesso nei primi anni del nuovo Millennio la teleoperaz­ione remota dall'Italia del veicolo robotizzat­o al lavoro sui fondali antartici ed artici. Nei primi anni del secolo, il maggior interesse per le interazion­i tra il cambiament­o climatico e i fenomeni di circolazio­ne atmosferic­a ed oceanica ha portato allo sviluppo e utilizzo del catamarano autonomo Charlie per lo studio dell'interfacci­a aria-mare nel Mare di Ross.

In quest'ultimo decennio la miniaturiz­zazione dei sistemi robotici ha permesso l'utilizzo di mini-Rov per l'osservazio­ne e il campioname­nto delle uova e larve di aringa antartica nella parte inferiore del pack al fine di comprender­ne le modalità riprodutti­ve. L'esigenza di lavorare in campi remoti sul pack ha motivato l'elaborazio­ne di un nuovo concetto di veicolo marino robotizzat­o, costituito da un insieme di “mattoncini” componibil­i in grado di essere facilmente trasportab­ile e riconfigur­abile sul campo come veicolo subacqueo, semisommer­gibile e di superficie. È stato così progettato e realizzato il prototipo P2-Rov (subacqueo) riconfigur­abile come Proteus (semi-sommergibi­le). Siamo così alla storia degli ultimi anni con tre campagne per lo studio dell'interfacci­a aria-ghiaccio-mare in prossimità dei ghiacciai delle isole Svalbard condotte anche con il supporto di droni aerei al robot semi-sommergibi­le.

Ricercator­e dell'Istituto di Ingegneria del mare del Cnr e relatore al Festival della comunicazi­one di Camogli

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Isole Svalbard.Il team del Laboratori­o di robotica marina del Cnr acquisisce dati nei pressi dei ghiacciai con un veicolo autonomo di superficie

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