Dal Sant'Anna il robot-granchio per studiare e pulire il fondo del mare

E' in grado di attraversare terreni accidentati e irregolari, senza modificare i fondali; può avvicinarsi ai bersagli in sicurezza e con precisione, muovendosi silenziosamente, nel pieno rispetto dell’ecosistema marino. 'SILVER 2' è il robot esploratore oggetto di uno studio pubblicato sulla rivista internazionale Science Robotics, coordinato dall’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, in collaborazione con la Stazione Zoologica Anton Dohrn di Napoli.

Figlio di un approccio bio-ispirato che ha permesso di applicare al robot i principi di locomozione tipici di animali bentonici come il granchio (organismo che sfrutta l’interazione con il fondale marino per muoversi), 'SILVER 2' può non solo esplorare fondali e ambienti vulnerabili ancora poco conosciuti, ma in un futuro molto vicino sarà anche in grado di pulire il mare dalla plastica affondata.

Il robot è nato dall’intuizione di un gruppo di studiosi coordinato da Marcello Calisti, ricercatore dell’Istituto di BioRobotica e uno dei più stretti collaboratori di Cecilia Laschi, pioniera della soft robotics. Si apre così una nuova strada nella salvaguardia e nella conoscenza dell’ecosistema marino: lo studio ha confermato che 'SILVER 2' è in grado di muoversi su fondali accidentati e di avvicinarsi moltissimo a 'bersagli' viventi e non viventi (che siano bottiglie di plastica o artefatti archeologici, strutture sommerse o organismi come i coralli o i pesci) senza interferire e danneggiare l’ecosistema marino e i suoi abitanti. Composto da sei zampe articolate e molleggiate che gli permettono di muoversi agilmente sul fondale, avanza attraverso una serie di saltelli (anche laterali), e grazie alla flessibilità delle sue gambe subacquee, può sfiorare il fondo del mare per raccogliere sabbia o altro materiale che serve per studiare e conoscere meglio le caratteristiche dei fondali.

"SILVER 2 – commenta Giacomo Picardi, prima firma dello studio e dottorando del PhD in BioRobotica - è attualmente comandato a distanza da un operatore attraverso una interfaccia grafica che permette di vedere ciò che vede il robot e decidere direzione e tipologia di locomozione. Attraverso l’interfaccia inoltre è possibile visualizzare le caratteristiche dell’ambiente sottomarino, come pressione o temperatura rilevati dai sensori di bordo".

'SILVER 2' è stato sviluppato all’interno del Centro di ricerca sulle tecnologie del mare e la Robotica marina, laboratorio dell’Istituto di BioRobotica con sede a Livorno, grazie a due progetti finanziati da Arbi Dario S.p.A. e dalla National Geographic Society. La ricerca sul prototipo sta andando avanti e l’integrazione con un manipolatore consentirà la raccolta della plastica depositata in fondo al mare.

"Quando si pensa all’esplorazione del mare - dichiara il ricercatore Marcello Calisti - vengono in mente sottomarini o veicoli simili che nuotano fino ad arrivare in prossimità degli oggetti di interesse, tipicamente sul fondale. Noi abbiamo pensato di ribaltare il concetto: andare direttamente sul fondale, con un robot con delle gambe, per interagire in maniera più delicata ed efficace. Le difficoltà di percepire l’ambiente marino impediscono di usare gli algoritmi tradizionali che sono usati per i robot terrestri: ma con il nostro approccio bio-ispirato, siamo riusciti ad unire sia l’efficacia che la delicatezza della locomozione. La nostra ambizione è di collaborare con le tecnologie che esistono attualmente per creare un intero ecosistema di robot subacquei che possano prendersi cura, esplorare e mantenere l’ambiente marino e le attività ad esso connesse. In questo, siamo stati molto contenti di lavorare con biologi, geologi e oceanografi che hanno visto sempre con interesse il nostro approccio non convenzionale".

"La stretta interazione tra biologi marini e ingegneri nel campo della robotica bio-ispirata - spiega Sergio Stefanni, ricercatore della Stazione Zoologica Anton Dohrn - si sta rivelando particolarmente utile e interessante in quanto i biologi riescono ad identificare, in base alle funzionalità da applicare, gli elementi naturali a cui ispirarsi, mentre gli ingegneri robotici riescono a superare i limiti dei mezzi convenzionali utilizzati nella ricerca marina. SILVER 2 è dotato di stereo-camere ad alta definizione che permettono di esplorare il mondo sottomarino con una visione superiore a quella umana e di ricostruire sia oggetti che organismi in 3D. La notevole capacità visiva combinata con la possibilità di spostarsi senza produrre un sensibile impatto meccanico e sonoro nell’ambiente, permette a SILVER 2 di operare anche in aree sensibili, come le aree marine protette, aprendo enormi potenzialità nel campo dell’osservazione e dell’esplorazione degli oceani. Inoltre la capacità di trasportare sensori di diversa tipologia e campionatori di materiale biologico in grado di fornire dati integrati per lo studio della biodiversità marina, rende SILVER 2 un prototipo altamente innovativo di piattaforma mobile per il monitoraggio dei nostri mari".