ARCHEOSUb, il progetto tutto italiano per le reti marine

Si chiama ARCHEOSUb il progetto tutto italiano che ha l'obiettivo di sviluppare soluzioni complete per il supporto alla scoperta, al monitoraggio e alla sorveglianza e valorizzazione di beni archeologici sommersi, mediante soluzioni di alta innovazione tecnologica. La chiave di tutto è una rete di sensori sottomarini che consente il monitoraggio, la sorveglianza e la trasmissione in tempo reale di dati multimediali. La rete comprende anche Zeno, un veicolo subacqueo a basso costo, e servizi di localizzazione per i subacquei che permetto loro di condividere informazioni in tempo reale sia con i compagni di immersione, sia con il mondo in superficie.

Il progetto è interamente italiano: coinvolge l'Università di Roma La Sapienza e l'Università di Firenze, l'azienda WSense e la spinoff MDM, è cofinanziato da EASME (European Agency for SME), e ha suscitato un forte interesse internazionale. Le attività legate al progetto sono portate avanti dal Blue Lab Team, un team multidisciplinare che comprende giovani scienziati e consulenti con una vasta esperienza nell'ambito della ricerca e dello sviluppo del business. L'obiettivo conclusivo è infatti quello di portare sul mercato i prodotti sviluppati, che sono tutelati da brevetti depositati.

Per capire meglio in che cosa consiste ARCHEOSUb (acronimo di Autonomous underwater Robotic and sensing systems for Cultural Heritage discovery Conservation and in situ valorization) abbiamo fatto qualche domanda alla dottoressa Chiara Petrioli, professore ordinario del Dipartimento di informatica della Sapienza, già coinvolta come coordinatore europeo nel progetto Sunrise, da cui ARCHEOSUb è partito.

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Gli elementi peculiari del progetto sono molteplici. Prima di tutto il robot sviluppato dall'Università di Firenze "Zeno, un robot che ha la capacità di muoversi in ambienti ristretti, equipaggiato con soluzioni che permettono di ricostruire la batimetria dei fondali. Le dimensioni ridotte di Zeno sono state possibili grazie alla riduzione del numero dei sensori di bordo e allo sviluppo di un GPS sottomarino a basso costo che permette di supportare la navigazione. Contestualmente lo stesso sistema di sensori di nuova generazione consente anche il trasferimento di informazioni di carattere multimediale.

Questo è stato ottenuto integrando lo sviluppo della rete adattiva di Sunrise con tecniche di compressione adattiva delle immagini, in maniera tale da trasmettere in tempo reale le informazioni provenienti dai payload a bordo del sottomarino (videocamera, sonar e altro) senza bisogno che il robot riemerga. È un aspetto importantissimo perché permette non solo di traferire informazioni in tempo reale, ma anche di visualizzarle su speciali tablet di cui sono dotati i sub, tramite una rete sottomarina a cui sono collegati".

La dottoressa Petrioli sottolinea come "questo è un risultato peculiare di ARCHEOSUb e ha ricadute anche al di fuori del contesto applicativo specifico; pensiamo per esempio a robot autonomi al lavoro nelle profondità oceaniche per applicazioni di interesse ambientale, o il monitoraggio di zone di estrazione nell'ambito Oil&Gas. In questi casi il non dover emergere per trasmettere i dati è di fondamentale importanza".

Secondo elemento è la rete sottomarina, sviluppata da Università di Roma La Sapienza e Wsense (che ne detiene i brevetti), che "si compone di nodi dotati di videocamere IP che consentono una sorveglianza wireless dei siti, e a cui si collegano i sub mediante i tablet sopracitati. Nodi, sensori, robot e sub sono in grado di scambiarsi informazioni mediante la rete sottomarina. I sub in particolare, mediante un'app appositamente sviluppata, possono chattare fra loro per scambiarsi informazioni sul lavoro che stanno svolgendo, e possono comunicare tramite social con il mondo in superficie".

Qual è la portata della rete subacquea?

"È legata a leggi della Fisica che non possono essere violate e che rapportano la quantità di informazioni da trasmettere e la portata. Se devo trasmettere pochi bit posso avere portate molto lunghe, anche di decine di chilometri. Quando parliamo degli esperimenti di ARCHEOSUb trasmettiamo più informazioni, e per quanto sia ridotta la quantità di dati che si possono trasmettere in acustico in ambito sottomarino, e si faccia una compressione all'origine, arriviamo a qualche centinaio di metri in un collegamento punto a punto; mediante la rete copriamo zone più ampie".

Le comunicazioni in acustico possono essere dannose per la fauna marina?

"È un po' come se considerassimo il 5G o il GSM: nel nostro mondo ci sono dei limiti che rendono queste tecnologie sicure per l'essere umano. In mare ci sono tecnologie che operano su alcune frequenze a potenza molto elevata e possono essere dannose. Le tecnologie che abbiamo sviluppato sono multifrequenza e adattive, quindi ci permettono di comunicare su più frequenze e cercando di limitare il più possibile la potenza con cui il segnale viene trasmesso. Inoltre possiamo cambiare le frequenze che utilizziamo in funzione del contesto. Abbiamo effettuato degli esperimenti per la salvaguardia della fauna marina in un ambito in cui i pesci che dovevamo monitorare comunicavano sotto al kilohertz. Noi eravamo su una banda di frequenza che loro non sentivano e in cui non comunicavano, quindi non venivano disturbati dalla nostra attività.

A seconda della fauna marina presente ci sono frequenze più rispettose dell'ambiente, ecco perché è importante poter modulare frequenze diverse. Non abbiamo evidenza di problemi con gli esperimenti che abbiamo condotto, ovviamente man mano che queste reti si espanderanno si avranno campioni più ampi".