Pesci Robot: Straordinari Alleati Per Salvare Le Acque

I pesci robot non parlano, ma hanno imparato a twittare: il che, a conti fatti, è pure meglio. Come usarli in modo utile per l’ambiente? Abbiamo varie possibilità: un pesce robot da solo, pesci robot giocattolo in banco e persino pesci modificati per agire sott’acqua e/o sulla superficie.

Il binomio tra natura e tecnologie ha un grande potenziale, che va tuttavia ben regolamentato e tenuto sotto controllo, per evitare di incappare in un grossolano errore.

La tecnologia non deve infatti sostituirsi alla natura ed all’umanità, bensì aiutare natura ed umanità a vivere meglio, nel contesto di un pianeta più sano.

Del resto, come ben evidenziato nell’ambito di uno degli anime più interessanti di questi anni, “Beatless”, dobbiamo cominciare a pensare al genere umano come l’unione delle persone e dei loro strumenti, che li completano e rendono possibile ciò che prima non era nemmeno immaginabile.

Siamo negli anni delle automobili a guida autonoma, dei super-computer, delle intelligenze artificiali.

Stiamo ripercorrendo, per certi aspetti, una nuova era digitale così come fu per i videogiochi, prima e per internet, successivamente.

Tuttavia, avere a disposizione tecnologie non significa affatto poterne giovare: è, come sempre, l’uso a definire il progresso o il regresso, nonostante le opportunità disponibili al nostro tempo.

Pesci robot il futuro si trova qui
Pesci robot il futuro si trova qui

Pesci Robot: La Tecnologia Al Servizio Dell’Acqua

I pesci robot sono una (nemmeno tanto) nuova frontiera dello sviluppo tecnologico al servizio dell’ambiente.

In particolare, fino ad oggi sono stati usati per finalità di monitoraggio, ad esempio dello stato di salute dei fondali.

L’applicazione infatti più “semplice” è quella di preparare un drone subacqueo che porti una videocamera e documenti lo stato di salute dei fondali.

In altri casi, l’obiettivo è quello di mappare eventuali “corpi estranei” che possono depositarsi e, più in generale, ogni “cosa” che non dovrebbe essere presente.

Tra le sfide da vincere, c’è quella dell’alimentazione, vale a dire l’energia che può servire al pesce per muoversi nell’acqua.

A tal proposito, un interessantissimo lavoro dell’Istituto di Tecnologia della Georgia ha evidenziato come sia possibile fare in modo che un pesce robot possa recuperare energia durante il movimento.

Questo gli permette di durare molto di più nella sua attività di monitoraggio ambientale.

Aspetto generale dei pesci robot – immagine AZoRobotics

Pesci Robot E Nuove Applicazioni

Tuttavia, la vera frontiera innovativa è rappresentata dalle seguenti possibili applicazioni:

  1. pesci robot che sappiano monitorare l’inquinamento
  2. pesci robot che siano persino in grado di intervenire sull’inquinamento

Per quanto riguarda la prima, già esistono alcuni interessanti prototipi, addirittura alcuni di essi sono già utilizzabili, almeno su piccola scala.

Per la seconda possibile applicazione la strada è ancora lunga ed in salita, sebbene il progresso della “soft robotics” possa già permetterci di prefigurare cosa accadrà.

Simpatici pesci robot giocattolo da usare per fini educativi – immagine Wired

Pesci Robot Ad Uso Di Tutti

Questo è un aspetto molto importante, che già si sta palesando con altre tipologie di droni d’acqua, ad esempio il pionieristico Protei di Cesar Jung Harada.

Si tratta di un drone d’acqua superficiale, in grado di circoscrivere le chiazze di petrolio in ambiente acquatico.

Questo ne favorisce la rimozione prima che arrivino in contatto con un ambiente costiero.

Proprio in questo caso si sta sviluppando un sistema di controllo da remoto attraverso tablet e smartphone.

Ciò farà si che un giorno una intera flotta di droni d’acqua possa essere dispiegata al bisogno e comandata a distanza da studenti, o piloti in precedenza formati allo scopo.

Questo è un aspetto di profonda “democratizzazione” della partecipazione alla salvaguardia del pianeta.

I droni d’acqua, inclusi i pesci robot giocattolo, sono un esempio straordinario di partecipazione e coinvolgimento delle persone.

Tutti insieme verso la vittoria sulle grandi sfide ambientali e climatiche dei nostri tempi (e di quelli a venire).

Il Robo Fish nel golfo di Gijon

Pesce Robot: Somigliante All’Originale

Come “esempio guida” prenderemo un caso di una decina d’anni fa (2012), proprio a testimoniare quanto tempo si sia già perso in qusta corse tecnologica per la difesa dell’ambiente acquatico.

Tutto è accaduto nel golfo di Gijon (SPA), dove il Consorzio SHOAL, un progetto europeo di ricerca del BMT Group LTD, ha iniziato una fase di test per un nuovo ritrovato della tecnologia applicata al monitoraggio dell’inquinamento ambientale, chiamato “Robo Fish”.

Un pesce decisamente grande, ma abbastanza simile ai suoi cugini reali, della lunghezza di circa un metro e mezzo, che si muove con i movimenti tipici dei suoi “simili” in carne e ossa.

Tuttavia, la cosa che lo differenzia da tutti gli altri, è la capacità di rilevare un determinato numero di sostanze inquinanti presenti in acqua grazie ad appositi sensori.

L’idea del Consorzio, come ha raccontato il capo del progetto Luke Speller, è quella di arrivare ad avere una flotta di pesci che non agiscono individualmente, ma possono comunicare tra loro per effettuare pattugliamenti più completi e precisi delle acque marine.

Pesci robot, una struttura semplice ma anche molto complessa
Struttura meccanica di un pesce robot in generale – via ResearchGate

Pesce Robot: Schema

Ora la domanda è: come funziona questo Robo Fish?

Per la propulsione ed i movimenti, si è deciso di studiare un sistema che fosse quanto più naturale possibile.

Ancora più importante, si è evitato accuratamente l’uso di combustibili o complessi sistemi motorizzati.

Questo è un aspetto ben più che essenziale. Infatti, per intervenire sull’ambiente acquatico, la prima cosa da tenere in considerazione è di non lasciare un qualsivoglia tipo di impatto sull’ambiente stesso.

La cosa più “naturale” da fare è pensare all’evoluzione, che ha permesso ai pesci di giungere ad ottimi modelli di idrodinamicità.

L’unica cosa da fare era ed è ispirarsi ai loro movimenti.

SoFi Robo Fish – immagine NYTimes

Pesce Robot: Esempi

Esistono già molti pesci robot nel mondo, anche se la loro applicazione su scala operativa ancora deve iniziare.

In svariati casi, sono evoluzioni di pesci robot giocattolo, in altri, vere opere di tecnologia.

Ricordiamo senza dubbio tra i più potenzialmente utili ed interessanti (anche come specifiche tecniche e capacità di movimento) il SoFi dell’MIT, il cui progetto data al 2014, ma che è in continuo aggiornamento.

Esso è stato pensato principalmente per monitorare i fondali marini ed anche per valutarne gli habitat.

Il pesce robot di Aquaai – immagine GreenBiz

Un Pesce Robot Per La Sicurezza Dei Frutti Di Mare

Un altro interessante esempio è quello della società Aquaai, che è stato pensato nello specifico per sorvegliare le fattorie d’acqua e garantire la sicurezza dei frutti di mare in esse presenti.

Aspetto notevole è il fatto che questo pesce può essere costruito con una stampante in 3D e per il suo funzionamento richiede pochissima esperienza (ed una sola persona).

Il pesce di Aquaai ha permesso alla società produttrice di vincere numerosi premi in materia di innovazione tecnologica ed è diventato il riferimento principe per la cultura ambientale delle tre “E” (in inglese).

Environmental monitoring, economy boosting, education (monitoraggio ambientale, spinta economica, educazione).

Sempre in tema di acquacultura, però questa volta per i pesci, l’università di Madrid e quella di Firenze stanno lavorando su di un progetto per un pesce robot in grado di monitorare il pH in tempo reale.

Pesci robot ed anche tartarughe
CoCoRo Lily, tartarughe robot alla riscossa – immagine IEEE Spectrum

Non Solo Pesci, Anche Tartarughe

In questo settore, la tecnologia si accompagna spesso con la fantasia.

Proprio sulle pagine del magazine europeo di Horizon, il programma che finanzia progetti ambientali e sostenibili, troviamo l’esempio di CoCoRo Lily.

A metà tra un sottomarino ed una tartaruga, è caratterizzato dalla presenza di luci sul dorso, per favorire la comunicazione tra i singoli elementi.

Ciò è importante n quanto ne è previsto un uso in forma di flotta.

C’è poi un algoritmo che regola le comunicazioni tra i vari elementi della flotta, per armonizzare al meglio i movimenti.

Sono ben 22 gli elementi che possono essere impiegati insieme senza rischio di scontri.

Sono semplici da assemblare (quasi come pesci robot giocattolo) e costano molto poco, pur se questo li rende un pò poco “potenti” in termini di software, ma fanno bene il loro lavoro di monitoraggio in gruppo.

Per la cronaca, questi robot sono stati realizzati a Graz, in Austria, presso i laboratori di Vita Artificiale della locale università.

Un piccolo pesce robot – immagine Personal Robots

Pesciolino Robot: Le Dimensioni Hanno Un Valore

Il caso di Gijon è stato caratterizzato da un pesce di dimensioni ragguardevoli.

Tuttavia, la ricerca continua e si sta sempre più orientando verso la creazione di prototipi dimensionalmente inferiori.

Questo non solo per esigenze di spazio, ma anche e soprattutto per un’azione più capillare.

Infatti, le ridotte dimensioni possono consentire di raggiungere anfratti specifici, soprattutto nel caso di stillicidio di inquinanti la cui origine è controversa.

Per dirla tutta, dimensioni diverse devono avere spazi e funzioni diverse, sia singolarmente che in flotta (o banco, visto che parliamo di pesci).

I pesci robot per acquari sono un buon punto di inizio
Pesci robot per acquario – immagine The Toy Book

Pesce Robot Per Acquario: Può Funzionare?

In vari casi, potrebbero anche essere utilizzati pesci robot da acquario.

Ovviamente devono essere leggermente modificati, dotati di alcuni “optional” per realizzare la propria funzione.

Tuttavia, il concetto è molto semplice.

Esistono spazi limitati, in cui il controllo delle acque è necessario, dagli impianti di trattamento delle acque reflue, alle vasche di bioritenzione etc.

Sarà molto interessante e per certi versi entusiasmante adattare quello che già esiste a nuove fuznioni, per il bene dell’ambiente e del clima.

Un pesce robot davvero particolare – immagine Futurism

Pesci Robot Giocattolo

Lo stesso può essere detto per i pesci robot giocattolo, per i quali, comunque, esiste un’altra ottima applicazione.

Persino dei giocattoli possono avere una importante funzione.

Considerando anche il valore educativo molto importante, legato all’uso dei robot per l’ambiente, senza dimenticare la partecipazione delle persone.

Con piccole modifche, o addirittura come già si presentano, i pesci robot giocattolo possono essere il cardine di giornate speciali per simulazioni di protezione dell’ambiente acquatico nell’ottica della creazione di una cultura dell’ambiente.

Le applicazioni soo varie: la più immediata è l’uso di questi pesci robot giocattolo per il contrasto alle macroplastiche dei corsi d’acqua.

Infinite possono essere le opportunità, associando tecnologia e creatività.

Pesci robot a Venezia – immagine ENEA

Pesci Robot: Venezia Un Caso Emblematico

A Venezia, nel 2015, sono stati portati alcuni pesci robot per il monitoraggio del fondale e l’accesso ai porti. Cosa che è generalmente controllata solo dalla superficie.

Molto interessante la possibilità applicativa legata alla sicurezza, per il controllo di infrastrutture critiche.

La Venus Swarm, questo il nome della flotta o banco di pesci dispiegati, è in continua evoluzione per ottenere dati sempre più precisi e nitidi, anche in caso di acque torbide.

Tuttavia, la vera “rivoluzione”, è quella di rendere operativi i pesci robot, per realizzare azioni che siano diverse dal sempice monitoraggio.

Possiamo aggiungere altri accessori ai pesci – immagine Georgia State Signal

Pesci Robot Con I Denti

Si tratta di una provocazione, o forse no.

Cosa potrebbero fare i pesci robot, se fossero dotati di denti e se, soprattutto, li potessero usare per interagire con l’ambiente subacqueo?

Ci sono moltissime cose che diventerebbero immediatamente possibili, ad esempio la mobilizzazione di detriti o altri elementi di distrurbo al flusso dell’acqua.

Facciamo un parallelismo con la nano-medicina. I pesci robot dotati di denti potrebbero essere come quei nano-rotori che introdotti nei vasi sanguigni vanno a sciogliere i trombi proteggendo dal rischio di accidenti cardio-vascolari.

Solo una piccola, piccolissima cosa che, se portata su una certa scala, diventa salva-vita ad esempio nelle alluvioni, o nella fase di prevenzione.

Una frontiera eccezionalmente interessante, che deve essere ben controllata e valuata con moderazione.

Questo per evitare che “ci si prenda un pò troppo la mano” e si cada in un vortice pericoloso.

Il Robo Fish nel golfo di Gijon – immagine FAEPA

Il Pesce Robot

Vediamo adesso un pò più in dettaglio le caratteristiche del Robo Fish utilizzato a Gijon e prendiamole come spunto generale per il futuro.

La cosa più interessante di questo pesce robot è costituita dal fatto che durante i suoi pattugliamenti riesce a “twittare” ad un sistema di ricezione posto a distanza tutti i dati relativi alla presenza di inquinanti che i suoi sensori possono riconoscere.

Così facendo, è possibile “specializzare” la funzionalità del pesce ad alcuni composti che, per particolari situazioni della zona da monitorare, possono essere più presenti di altri.

Questo pesce robot è anche dotato di un sistema di intelligenza artificiale.

Una volta rilevata una sostanza inquinante, la IA gli consente di localizzare la fonte di emissione.

Questo è realmente l’aspetto più importante perché il monitoraggio delle matrici ambientali (in questo caso l’acqua) ha poco valore se non si indiiduano le sorgenti di un tossico.

Soltanto la conoscenza del tipo di sorgente, infatti, ci può permettere di intervenire per ridurre le emissioni.

Sarà decisamente entusiasmante quando, dopo aver rilevato un problema, ad intervenire sarà una diversa flotta di pesci con caratteristiche più “operative”.

Sembra fantascienza, ma qualcosa già potrebbe accadere (per averne una conferma, si consiglia la lettura delle caratteristiche tecniche e delle soluzioni per il movimento del pesce robot SoFi).

Una lettura molto interessante – immagine Modest Fish

Pesci Robot Contro L’Inquinamento

Un altro aspetto di sicuro interesse e sul quale è necessario lavorare molto, è la possibilità di decidere in anticipo gli inquinanti dei quali il pesce robot controlla le concentrazioni.

Nel caso di Gijon, si è sperimentato con successo il monitoraggio di solfati, fosfati, fenoli, metalli pesanti quali rame e piombo.

Tuttavia, grazie ai particolari microelettrodi che “assaggiano” l’acqua, anche quella più torbida, molte altre sostanze potranno essere aggiunte nel tempo a venire.

Infine, è molto importante ricordare che l’azione prolungata (o almeno periodica, con una certa frequenza) di questi pesci robot nelle acque oggetto di interesse determina la possibilità di scoprire i trend, quindi gli andamenti nel tempo di determinati inquinanti.

Questa è la base per creare speciali programmi di difesa naturale e monitorarne l’andamento e l’efficacia anche in tempo reale.

Un’arma davvero decisiva in determinate situazioni, capace di riportare alla vita corsi d’acqua, laghi, fiumi e persino bracci di mare.

A partire dalle aree che oggi stanno più soffrendo a causa di svariati problemi ambientali (spesso favoriti dal cambiamento climatico).

Pesci robot e natura insieme per un mondo più pulito
Tecnologia e natura insieme per un pianeta migliore – immagine WallpaperBetter

Conclusioni

Quella dei droni d’acqua, inclusi i pesci robot ma, come abbiamo visto, anche altre sono le opzioni, è una grande sfida tecnologica ed ambientale.

La tecnologia non deve sostituire l’umanità e la natura. Sono l’umanità e la natura che possono diventare qualcosa di meglio grazie alle opportunità che la tecnologia mette a disposizione.

Pensiamo ai controlli ambientali: sono limitati da questioni economiche, logistiche, persino normative, se facciamo riferimento alle molte sostanze ad oggi note ed inquinanti che però le normative di settore non considerano (o considerano con standard non più attuali).

In termini prettamente economici, il Robo Fish di Gijon è costato poco più di 20.000€, un pò “caro” per la verità, ma la sua continua applicazione ridurrebbe i costi ambientali.

Affidare il monitoraggio alle tecnologie intelligenti è solo il primo passo per portare il nostro ambiente nel futuro.

Il successivo, che deve cominciare già adesso, è l’intervento diretto che possiamo realizzare (e potremo sempre più in futuro) per ridurre i rischi e le vulnerabilità in tempo reale.

L’integrazione di tecnologia e natura ci permetterà, inoltre, di definire in modo corretto il rapporto tra umanità ed intelligenze artificiali.

Quello ambientale sarà il primo banco di prova, ma presto questo rapporto diventerà oggetto di interesse per molte altre discipline.

Per evitare equivoci, ricordiamoci sempre che questi pesci… non devono essere pescati!

Non sono dotati di alcun potere nutrizionale né di gusto, essendo composti di metallo e fibra di carbonio.

Cari genitori, fermatevi sull’argine del fiume con i vostri bambini e guardateli passare; i vostri bimbi saranno sorpresi e felici, perché quegli strani pesci colorati, con il loro nuotare rapido e scattoso staranno lavorando senza sosta per dare, anche a loro, un futuro migliore.


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