Droni e supercomputer dell’italiana ENEA rivoluzionano il censimento degli Adelia con algoritmi precisi e con immagini ad alta risoluzione

Nel continente più remoto e inospitale del pianeta, la scienza italiana compie un passo avanti epocale. Per la prima volta, l’intelligenza artificiale viene utilizzata al Polo Sud per il monitoraggio automatizzato della fauna selvatica. L’ENEA, attraverso un progetto sperimentale di censimento dei pinguini Adelia, ha integrato droni, reti neurali e supercalcolo nel cuore gelido dell’Antartide, rivoluzionando il metodo con cui si studia la biodiversità nelle zone polari.
Il sistema, in uso presso la Base Mario Zucchelli, che trova posto nella Baia Terra Nova entro i confini della Dipendenza di Ross della Nuova Zelanda, ha permesso un censimento fotografico ad alta precisione: il 97 per cento degli esemplari adulti e l’89 per cento dei pulcini sono stati correttamente identificati tramite elaborazioni automatizzate. Gli ortofotogrammi georeferenziati ad altissima risoluzione (1 cm/px) sono stati realizzati grazie ai droni in dotazione alla spedizione, capaci di operare anche sotto i -30°C e a quote elevate per non disturbare gli animali.

“L’accuratezza è sorprendente e dimostra come la tecnologia possa essere messa al servizio della biologia senza impattare sull’ecosistema”,

spiega Riccardo Scipinotti, ricercatore ENEA e capo della spedizione italiana attualmente impegnato presso la base italo-francese Concordia, a oltre 3.000 metri d’altitudine.

Un supercomputer decifra le immagini dei droni

L’elemento chiave del progetto è il supercalcolatore CRESCO, operativo presso il centro ENEA di Portici, vicino Napoli, che ha permesso di addestrare una rete neurale capace di distinguere in modo autonomo i pinguini adulti dai loro piccoli. Per farlo, gli scienziati hanno utilizzato oltre 400 immagini raccolte nelle precedenti otto campagne antartiche, costruendo un dataset rappresentativo delle diverse condizioni ambientali e comportamentali degli animali.

“La rete neurale è stata alimentata con più di 3.000 esemplari fotografati da varie angolazioni e con differenti esposizioni. Questo ha reso l’algoritmo robusto e adattabile”,

sottolinea Samuele Pierattini, esperto dell’Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile italiana per i sistemi ICT.

“Il sistema analizza immagini scattate in due fasi strategiche dell’estate australe: a metà novembre, durante la schiusa delle uova, e a gennaio, quando i pulcini si muovono liberamente nelle colonie”.

Il vantaggio rispetto al conteggio manuale è enorme: risparmio di tempo, possibilità di coprire aree irraggiungibili e nessuna interferenza con gli animali. In pratica, l’intero ecosistema viene osservato a distanza, con la precisione di una lente d’ingrandimento digitale.

Un laboratorio volante che pensa in tempo reale

L’ambizione della prossima fase del progetto è ancora più visionaria: integrare direttamente all’interno dei droni un’intelligenza artificiale “snella”, capace di elaborare i dati in tempo reale senza la necessità di trasmissione ai centri di calcolo.
Questo consentirebbe una raccolta di dati istantanea e una risposta scientifica molto più rapida, perfetta per scenari in evoluzione come quelli legati al cambiamento climatico.

“Stiamo lavorando per sviluppare una rete neurale computazionalmente leggera, che possa operare anche con la limitata potenza di calcolo dei droni. L’obiettivo è fornire informazioni già elaborate sul campo, riducendo drasticamente i tempi di analisi”,

spiega ancora Pierattini. In futuro, l’algoritmo sarà perfezionato per riconoscere anche altre specie, come i pinguini imperatore, presenti in colonie vicine alla Base Zucchelli.
Questo upgrade renderà i droni dei veri e propri “laboratori volanti”, capaci di eseguire in autonomia missioni complesse in condizioni ambientali estreme, moltiplicando le opportunità di ricerca e sorveglianza ecologica nei territori più remoti della Terra.

Una nuova era per la scienza ambientale italiana

Il progetto ENEA è parte integrante della 40esima spedizione del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA), finanziata dal Ministero dell’Università e della Ricerca italiano.
Il coordinamento scientifico è a cura del CNR, mentre la logistica è gestita da ENEA e la nave rompighiaccio Laura Bassi è affidata all’OGS. Un perfetto esempio di sinergia tra enti pubblici, tecnologia avanzata e tutela ambientale.

“L’uso dell’intelligenza artificiale in Antartide rappresenta un punto di svolta per la ricerca scientifica: riduce l’impatto umano sugli ecosistemi e aumenta la precisione delle rilevazioni, aprendo la strada a nuovi modelli di monitoraggio ambientale”,

dichiara Giorgio Budillon, docente di Oceanografia Fisica presso l’Università di Napoli Parthenope e coordinatore nazionale per le attività oceanografiche del PNRA.
L’esperienza accumulata in questi anni potrebbe trovare applicazione in altri contesti fragili del pianeta: dalle foreste amazzoniche alle barriere coralline, dove l’osservazione non invasiva è la chiave per studiare e proteggere la biodiversità.

Un algoritmo che finalmente sussurra ai pinguini

L’immagine di un drone silenzioso che sorvola una colonia di pinguini, mentre un’IA ne conta gli esemplari in tempo reale, potrebbe sembrare fantascienza. Eppure, è già realtà. L’Antartide, uno dei territori più difficili e delicati da studiare, sta diventando un laboratorio avanzato per sperimentare strumenti che presto potrebbero essere fondamentali anche in altri ecosistemi minacciati.
Il progetto ENEA dimostra come innovazione, rispetto per la natura e collaborazione scientifica possano generare soluzioni sostenibili ed efficaci. E mentre i pinguini continuano il loro rituale di sopravvivenza tra i ghiacci, sarà un algoritmo a vigilare sul loro futuro.

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