Robot, IA e ricostruzioni 3D per aiutare la conservazione delle specie animali a rischio

Si è chiusa la settimana organizzata dalla Fondazione Bruno Kessler che ha portato a Trento ricercatori e ricercatrici europei per confrontarsi sulle nuove tecnologie da applicare a ecologia, ambiente e conservazione. 

Fino ad oggi, la maggior parte dei sistemi di rilevamento della fauna si basava su riprese aeree tradizionali, immagini dalle cosiddette “fototrappole” e ricognizioni fatte di persona sul campo. I risultati di WildDrone – progetto avviato nel 2023 e in chiusura quest’anno – hanno mostrato come superare questi limiti attraverso l’utilizzo di droni autonomi e immagini elaborate per fornire ricostruzioni 3D della scena. Grazie a specifici algoritmi di intelligenza artificiale e alla fotogrammetria, il sistema è ora in grado di ricostruire il singolo esemplare nello spazio tridimensionale (3D), per poi calcolare con precisione la posizione, l’orientamento, la taglia e tracciarne i movimenti nel tempo, distinguendo i vari individui all’interno di un gruppo. Questo permetterà in futuro di monitorare la popolazione selvatica con alta precisione e in maniera meno invasiva negli habitat naturali, con un minor impatto ambientale. 

WildDrone è coordinato dall’Università della Danimarca meridionale – SDU. Le tecnologie sono state sviluppate e validate sul campo dall’unità 3DOM del Centro Digital Industry di FBK insieme ai partner internazionali del progetto affrontando le sfide reali del territorio nella riserva di Ol Pejeta in Kenya e portando alla creazione di un dataset di riferimento e di un modello operativo per la ricerca ecologica globale.

È da questa esperienza che nasce WildBotics, coordinato dalla Fondazione Bruno Kessler (unità 3DOM) e con un pilota tra le Dolomiti trentine. Il nuovo progetto WildBotics, lanciato a Trento, raccoglie l’eredità di WildDrone per spingere ancora più avanti la robotica (aerea e terrestre) applicata alla natura. L’obiettivo principale è passare dalla raccolta di immagini in ambienti complessi come la Savana Africana a una vera e propria comprensione autonoma dell’ambiente, attraverso campionamenti e elaborazioni in tempo reale. 

“I risultati dei diversi progetti di dottorato apriranno la strada alla prossima era della conservazione della fauna selvatica“, aggiunge Fabio Remondino, coordinatore di WildBotics. “Utilizzando piattaforme robotiche equipaggiate con diversi sensori, esploriamo e studiamo ampi paesaggi forestali, raccogliamo dati ad alta risoluzione o campioni sul campo e otteniamo informazioni preziose per l’ecologia e lo studio della biodiversità. L’innovazione principale risiede nelle soluzioni di elaborazione, basate sull’AI, che consentono l’identificazione automatica e in tempo reale di specie animali e individui o la misura precisa di animali. Queste soluzioni offrono un quadro oggettivo, affidabile e replicabile per un monitoraggio autonomo e interventi rapidi, senza la necessità di una presenza umana costante.”

In una giornata dimostrativa al lago di Nambino in collaborazione con il Parco Adamello Brenta, Muse e Servizio Antincendi e Protezione Civile, sono state dimostrate le tecnologie sviluppate in WildDrone e WildBotics: attraverso la combinazione di dati raccolti con molteplici sensori (LiDAR, radar, sonar, GNSS) e piattaforme, le nuove tecnologie consentiranno ai droni e ai sistemi robotici di orientarsi e navigare con grande accuratezza anche negli ecosistemi naturali più complessi e di fornire informazioni sulla fauna selvatica per supportarne il monitoraggio e la gestione.

WildDrone e WildBotics sono progetti Europei finanziati dal programma di dottorato Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA), con 12 progetti di dottorato ciascuno. I consorzi includono ricercatori e ricercatrici in informatica, ingegneria, biologia, zoologia ed ecologia provenienti da diversi paesi europei. I due progetti nascono dalla convinzione che il rapido declino della fauna selvatica richieda con urgenza pratiche di conservazione più efficaci, supportate da tecnologie basate su piattaforme robotiche (aeree e terrestri), 3D e intelligenza artificiale.