Droni e intelligenza artificiale sostituiranno le fototrappole: il progetto dell Fondazione Bruno Kessler

Dai droni autonomi all’intelligenza artificiale, passando per la ricostruzione tridimensionale degli animali e l’utilizzo di sistemi robotici terrestri e aerei. È questa la nuova frontiera del monitoraggio della fauna selvatica, al centro della settimana organizzata dalla Fondazione Bruno Kessler che ha portato a Trento ricercatori e ricercatrici europei per confrontarsi sulle tecnologie applicate all’ecologia, all’ambiente e alla conservazione.

Per anni il rilevamento della fauna si è basato soprattutto su riprese aeree tradizionali, fototrappole e osservazioni dirette sul campo. Il progetto europeo WildDrone, avviato nel 2023 e in fase di conclusione, ha lavorato per superare alcuni di questi limiti attraverso l’impiego di droni autonomi e sistemi avanzati di elaborazione delle immagini.

Grazie alla combinazione di fotogrammetria e algoritmi di intelligenza artificiale, le immagini raccolte possono essere utilizzate per ricostruire in 3D la scena e arrivare a identificare il singolo esemplare nello spazio tridimensionale. Il sistema permette quindi di calcolare posizione, orientamento e dimensioni dell’animale, seguirne i movimenti nel tempo e distinguere i diversi individui all’interno di un gruppo.

L’obiettivo è rendere in futuro il monitoraggio delle popolazioni selvatiche più preciso e meno invasivo, riducendo al tempo stesso l’impatto delle attività di osservazione sugli habitat naturali.

Dalla savana africana alle Dolomiti trentine

WildDrone è coordinato dalla University of Southern Denmark (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 situazioni reali nella riserva di Ol Pejeta, in Kenya.

L’esperienza ha portato alla realizzazione di un dataset di riferimento e di un modello operativo pensato per la ricerca ecologica, ponendo le basi per un ulteriore sviluppo delle tecnologie.

Da WildDrone nasce infatti WildBotics, nuovo progetto coordinato dalla Fondazione Bruno Kessler attraverso l’unità 3DOM e con un progetto pilota nelle Dolomiti trentine. L’obiettivo è spingere ulteriormente l’utilizzo della robotica, sia aerea sia terrestre, nello studio della natura.

Il passaggio è dalla semplice raccolta di immagini in ambienti complessi, come quelli della savana africana, a una capacità di comprensione autonoma dell’ambiente, attraverso campionamenti ed elaborazioni effettuate in tempo reale.

«I risultati dei diversi progetti di dottorato apriranno la strada alla prossima era della conservazione della fauna selvatica», spiega Fabio Remondino, coordinatore di WildBotics. Le piattaforme robotiche, equipaggiate con diversi sensori, permettono di esplorare ampi paesaggi forestali, raccogliere dati ad alta risoluzione o campioni sul campo e ottenere informazioni utili allo studio dell’ecologia e della biodiversità.

Prove generali al lago di Nambino

Una delle dimostrazioni delle tecnologie sviluppate nell’ambito di WildDrone e WildBotics si è svolta al lago di Nambino, in collaborazione con il Parco naturale Adamello Brenta, il Muse e il Servizio Antincendi e Protezione Civile.

Durante la giornata sono state presentate soluzioni che combinano dati provenienti da diversi sensori, tra cui LiDAR, radar, sonar e GNSS, con l’utilizzo di differenti piattaforme robotiche.

L’integrazione di queste tecnologie punta a permettere a droni e robot di orientarsi e navigare con grande accuratezza anche negli ecosistemi naturali più complessi. I sistemi possono inoltre raccogliere informazioni sulla fauna selvatica utili al monitoraggio e alla gestione delle popolazioni.

Al centro della ricerca c’è in particolare l’intelligenza artificiale, utilizzata per sviluppare sistemi capaci di identificare automaticamente e in tempo reale specie e singoli animali e di effettuare misurazioni precise.

«Queste soluzioni offrono un quadro oggettivo, affidabile e replicabile per un monitoraggio autonomo e interventi rapidi, senza la necessità di una presenza umana costante», sottolinea Remondino.

WildDrone e WildBotics sono progetti europei finanziati nell’ambito delle Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA), con 12 progetti di dottorato ciascuno. I consorzi riuniscono ricercatori e ricercatrici provenienti da diversi Paesi europei e attivi nei settori dell’informatica, dell’ingegneria, della biologia, della zoologia e dell’ecologia.

Alla base dei due progetti c’è la necessità di sviluppare nuovi strumenti per affrontare il declino della fauna selvatica, attraverso sistemi robotici, ricostruzioni tridimensionali e intelligenza artificiale applicati alla conservazione e allo studio della biodiversità.