EcoMonitoring: innovation and sustainability for environmental monitoring

In March 2024, NeMeA, in collaboration with partners AISMA and HEDYA, and contributors from Link University of Rome, the Department of Electrical and Electronic Engineering at the University of Cagliari, and ONTM (National Observatory for the Protection of the Sea), officially launched the EcoMonitoring project, winners of the Cascade Call funded by Spoke 5 as part of the Spoke 3 themes of the RAISE project.

EcoMonitoring received positive evaluations thanks to its ability to address strategic challenges in the fields of artificial intelligence and robotics and tackles three specific challenges:
AI solutions for environmental monitoring;
Development of satellite and machine learning technologies to forecast extreme weather events and monitor riverbeds;
Implementation of an EDGE computing network for the collection and distribution of data from complex environmental scenarios.

EcoMonitoring introduces a revolutionary system for monitoring marine, coastal, and lake environments. Data collection is entrusted to various sources, including RADAR/SAR satellite images from the COSMO Second Generation constellation of the Italian Space Agency, smart buoys, and autonomous electric-powered USV (Unmanned Surface Vessel) drones. This data is analyzed through deep learning algorithms and EDGE computing techniques, generating real-time alerts to prevent environmental threats.

The collected information is stored in a Data Lake, accessible through dashboards and geoportals for in-depth analysis and real-time visualization. This integrated approach allows for:
Protecting marine and lake environments while promoting sustainability.
Integrating diverse data sources to provide a comprehensive view of ecosystems.
Developing autonomous technologies for data acquisition and transmission, ensuring near real-time communication via LoRa, 4G, and 5G networks.

The project is currently in a critical development phase. Prototypes of the USV HYDRA drones and the MoBI smart buoys are operational, though awaiting further optimizations. Field tests are imminent, with initial data already uploaded to the Data Lake platform, ready for preliminary analysis.

Emanuele Giorgi, Project Manager for the EcoMonitoring project, on EcoMonitoring and the RAISE ecosystem: “Participating in the RAISE innovation ecosystem is a crucial opportunity for NeMeA. With EcoMonitoring, we aim to develop advanced environmental monitoring technologies capable of providing accurate, validated real-time data and generating timely alerts to prevent critical situations. Thanks to the integration of predictive artificial intelligence and autonomous monitoring systems, the project contributes to protecting marine, lake, and coastal ecosystems, reducing negative environmental impact, and improving the management of natural resources and infrastructure. Moreover, EcoMonitoring aims to transform these innovations into cutting-edge environmental monitoring services with significant economic and social benefits. RAISE, with its collaborative environment among research, industry, and institutions, offers us the opportunity to accelerate this process, bringing concrete solutions for a more sustainable and secure future. We are convinced that our technological contribution can make a difference and create value both nationally and internationally”.

Ecotoxicology and Innovation: Spoke 3 at the ISPRA Study Days 2024

From November 26 to 28, 2024, Livorno hosted the eleventh edition of the Study Days “Research and Application of Ecotoxicological Methodologies”, a biennial event promoted by ISPRA since 2006.

This event serves as a reference point for the Italian scientific community, regulatory bodies, private enterprises, and all stakeholders interested in ecotoxicology and its practical applications, with a focus on regulatory evolution and the sector’s new frontiers.

In a context marked by discussions on emerging contaminants, environmental health, waste management, and soil issues, Veronica Piazza, a researcher at CNR-IAS, presented the preliminary results of Spoke 3 of the RAISE program, titled “New Endpoints and Early Warning Systems for Environmental Monitoring”.

The project aims to develop innovative tools for the early detection of environmental contamination, offering concrete solutions to future ecotoxicological challenges. This goal aligns with the mission of Spoke 3, which is dedicated to creating advanced technologies for environmental monitoring and protection across various contexts, including water, air, and soil.

The core of the presentation focused on the importance of integrating new monitoring methodologies with early warning systems that use AI tools to detect risk signals in real time. These tools represent a crucial step in protecting ecosystems, enabling timely and targeted interventions. Although still in its preliminary phase, the project has already shown significant potential in improving environmental management, both locally and internationally.

The talk also highlighted the importance of interdisciplinary collaboration between the National Research Council (CNR-IAS), ON AIR Srl, and Spindox, within Spoke 3 of RAISE. This cooperation underscores how essential it is to combine diverse expertise in addressing complex problems like environmental contamination.

The Study Days provided an opportunity to share these new perspectives with an audience of experts, fostering an open dialogue about the possibilities offered by technological innovation in ecotoxicology.

The presented project fits within this trajectory, aiming to transform environmental monitoring from a reactive activity into a proactive practice capable of anticipating emergencies.

Early warning systems for marine monitoring: the results of Spoke 3 at IEEE MetroSea 2024

Chiara Gambardella from CNR IAS, along with Elisa Costa and Francesca Garaventa, presented preliminary results from Project “Technologically Assisted Ecotoxicological Tools”Spoke 3 of RAISE, at the IEEE MetroSea 2024 conference, held from October 14 to 16 in Portorož, Slovenia.

The event, dedicated to the development of measurement tools and methods for marine environments, gathered international experts in new technologies for marine environmental monitoring. Topics included the use of metrology in maritime industry production, measurement of ship components, marine sensors, and calibration techniques for marine electronic applications.
Within this context, Spoke 3 of RAISE is advancing the development of innovative technological solutions to protect marine ecosystems. Notably, three biological Early Warning Systems (EWS) are being tested, designed to monitor the health of the aquatic environment in real time by promptly detecting pollution or other environmental stressors.

These systems are based on key biological parameters, such as the electrochemical activity of biofilms, the movement of adult crustaceans, and the swimming behavior of planktonic organisms. The aim is to use these biological indicators as “natural sentinels” capable of signaling any alterations in the marine ecosystem.

The initial results, presented at the conference, stem from tests conducted on contaminants and polluted environmental samples. The data obtained are promising and could represent an important step toward more effective and timely monitoring of the impact of human activities on the marine environment. If validated, these early warning systems could become essential tools for ensuring water quality, with positive effects on biodiversity and environmental sustainability.

“It was important to present the results of RAISE at this international conference, focused on the development of marine measurement systems. This event offered a valuable opportunity for exchange and collaboration with colleagues and experts in the field of new technologies for marine monitoring. Participation in this congress also helped promote RAISE among partners for the next edition, which will take place in Genoa from October 8 to 10, 2025,” commented Chiara Gambardella at the end of the conference.

WMission: Robotics and IoT for underwater monitoring

On october 29th from the stage of the talk area of ​​the RAISE Village, Cosimo Palmisano, Head of Business Development of WSense presented a conference entitled “WMission: Robotics and IoT for underwater monitoring”.

The objective of the talk was to give an overview of the WMission project and its progress more than 6 months after its start. WMission, a Spoke 3 project, aims to create wireless coordination networks for the use of underwater robots.

The activities carried out with the industrial partner Arena Sub were illustrated to identify the application scenarios regarding the use of underwater robots, the system architecture and the integration interfaces between robots and WSense wireless communication.

A 3D simulation of the mission re-programming process was also presented aimed at recreating the operating conditions that will be implemented in the demonstrator in the coming months. The simulation allows us to recreate the operating conditions in which a robot, which follows a predetermined route (also called discovery route), receives new packets as soon as it is within range of one or more WNodes of the WSense wireless network.” mission” from WNodes within its acoustic communication range and reschedules its activities without having to surface.

“For WSense and for its partner Arena Sub, being part of this type of project like RAISE, in particular Spoke 3 dealing with robotics and AI, is very important because first of all it was born in an area like Liguria which makes the sea one of the main economic activities. This is a project that aims to optimize what is the Blue Economy and it is essential for us to have partners who allow us to have the possibility of carrying out operations and tests in areas that are used to develop with infrastructures. The more ability and possibility we have to operate at sea, in such innovative projects, the faster we will be in collecting data and providing information to those who then have to make decisions on the Blue Economy and the sustainability of the sea” commented Cosimo Palmisano at the end of his talk.

Special thanks to Michele Nati, Director Special Projects in WSense and Project Manager of the WMission project, Pippo Arena, CEO of Arena Sub supplier of underwater robots (partner of the project).

Il Progetto NEPTUNE™ di Spoke 3, con i partner MYWAI™ e UBICA™, siglano una convenzione con l’Area Marina Protetta di Portofino

NEPTUNE™ è uno dei vincitori del bando a cascata dello Spoke 5 di RAISE, ed coordinato dalla startup ligure MYWAI™ Srl, leader nel settore dell’Intelligenza Artificiale (AI) applicata all’Internet delle Cose (AIoT).

Dopo la recente campagna presso il Relitto di Capistello a Lipari, svolta in collaborazione con il partner Immersea™, l’accordo siglato prevede l’avvio, entro la fine del 2024, di ulteriori campagne di sperimentazione. Queste saranno realizzate in collaborazione con il partner di progetto UBICA™ Srl lungo il fronte sud del promontorio dell’Area Marina Protetta.

Le attività esplorative previste nel Progetto NEPTUNE™ includono l’utilizzo di veicoli sottomarini ROV (Remotely Operated Vehicles) e DPV (Diver Propulsion Vehicles) a ridotto impatto ambientale, dotati di telecamere e sensori ambientali forniti dai partner di progetto.

Questi strumenti raccoglieranno dati e immagini degli ambienti sottomarini, che saranno poi elaborati attraverso la piattaforma AIoT brevettata da MYWAI™ e che permetterà di creare modelli 4D dei siti visitati.

Ecosistema RAISE - Progetto Neptune - Area Marina Protetta di Portofino - Spoke 3
Interfaccia della piattaforma NEPTUNE, MYWAI AI Management System | Autore: MYWAI | Credits: NEPTUNE e RAISE

I modelli 4D NEPTUNE™ sono rappresentazioni virtuali 3D generate automaticamente tramite reti neurali di ultima generazione, NeRF (Neural Radiance Fields). Su questi modelli, ricercatori, studiosi, manutentori e progettisti di spazi virtuali potranno aggiungere dati temporali registrati durante le missioni sottomarine, monitorando così l’evoluzione spaziale e temporale delle biocenosi marine, dei macchinari e dei siti archeologici ed eco-turistici visitati con i veicoli ROV e DPV.

Fabrizio Cardinali, Amministratore Delegato e fondatore di MYWAI™, ha dichiarato: “Per noi NEPTUNE™ rappresenta una sorta di nemesi storica. Quando abbiamo deciso, in piena crisi pandemica, di aprire i nostri laboratori di ricerca sull’Intelligenza Artificiale per il dato macchina nella Baia del Silenzio di Sestri Levante, alla base di quel promontorio da cui il premio Nobel Marconi sperimentò all’inizio del ventesimo secolo il radar, la navigazione cieca e, di fatto, la tecnologia alla base della comunicazione wireless WI-FI che oggi domina il 90% della comunicazione digitale, volevamo dimostrare che non occorre andare all’estero, come dovette fare Marconi, per innovare e competere. Lo si può fare nel nostro stupendo territorio, se l’ecosistema si adatta ed evolve di conseguenza nelle sue politiche di investimento, programmazione e sviluppo. Oggi, con NEPTUNE, grazie all’ecosistema attivato da RAISE™ stiamo facendo cose che molti si aspetterebbero in ben più paludate baie marine che hanno “il silicio” invece che “il silenzio” nel nome. Ma “silenzio” sarebbe rimasto se Marconi non avesse inventato quello che fece da queste parti.”

Il partenariato di NEPTUNE™ è composto da MYWAI SRL, UBICA SRL, IMMERSEA SRL, NEXT VISION SRL, IIS – ISTITUTO ITALIANO DELLA SALDATURA e UNIVERSITÀ DI CATANIA, con la partecipazione di REGIONE SICILIANA – Soprintendenza del Mare, MINISTERO DELL’AMBIENTE – Area Marina Protetta di Portofino e OCEANHIS.

Le attività del progetto NEPTUNE™ sono svolte nel contesto dello Spoke 3, coordinato da Marco Faimali (CNR IAS), con linee di ricerca focalizzate sull’eco-robotica per la conoscenza e la cura dell’ambiente.

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Foresta di gorgonie rosse (Paramuricea clavata) presso Punta del faro di Portofino, Area Marina Protetta Promontorio di Portofino (Genova)
Autore: UBICA
Credits: NEPTUNE e RAISE

L’ecorobotica marina in azione: la prima campagna di acquisizione di parametri ambientali per il progetto NEPTUNE™

Nei giorni 19 e 20 luglio si è svolta la prima campagna di acquisizione dati oceanografici del sito archeologico subacqueo denominato relitto di Capistello a Lipari. Il rilievo è stato supervisionato dal gruppo di ricerca di Neptune che si è avvalso del supporto della società partner Oceanhis specializzata in rilevazione dati oceanografici e ambientali subacquei. Tutte le operazioni si sono svolte in accordo con la Soprintendenza del Mare Regione Siciliana.

Il progetto Neptune prevede la generazione di metadata riferiti all’ambiente subacqueo che si vanno ad associare alle immagini acquisite del relitto, mediante l’utilizzo di DPV (Dover Propulsion Vehicle) e ROV (Remotely Operated Vehicle) subacquei muniti di speciali telecamere.

Le operazioni hanno previsto l’utilizzo di due differenti sistemi di analisi dei dati oceanografici, una Blue Box che è rimasta in superficie e che mediante l’utilizzo di speciali cavi ha permesso il campionamento dell’acqua a una profondità di circa 50 metri lungo tutta la colonna d’acqua fino alla superficie.

Il secondo sistema impiegato per la raccolta dei dati è rappresentato da una sonda autoalimentata contenente diversi sensori che è stata calata direttamente sul fondale marino (50 m) e successivamente recuperata ad intervalli regolari consentendo anche in questo caso l’analisi di tutta la colonna d’acqua.
I parametri misurati sono stati: temperatura, salinità, ossigeno, conducibilità, ph, clorofilla, alghe azzurre.

Questi fondamentali parametri costituiscono parte dei metadata di ogni modello 4D del relitto generato dall’AI di NEPTUNE, consentendo quindi per la prima volta la possibilità non solo di associare i parametri ambientali a quelli storico archeologici, ma un domani di poter elaborare modelli predittivi per la tutela del patrimonio culturale sommerso e dell’ambiente marino.

Ecosistema RAISE - Ecorobotica marina in azione - La prima campagna di acquisizione di parametri ambientali - Progetto NEPTUNE - Spoke 3
Alessandra Onida e Luca Barcellone mentre attivano sonda dati OCEANHIS™ per l’acquisizione dati per la creazione di Digital Twins 4d del relitto di Capistello a Lipari in corso di realizzazione da parte di MYWAI™ e IMMERSEA™ per progetto NEPTUNE™

Durante questa prima campagna di campo, è stata coperta un’area di costa di oltre 300 metri e raggiunta la profondità di 50 metri. Tale attività che è stata preceduta da una serie di immersioni subacquee che hanno permesso l’acquisizione di immagini in alta definizione del relitto di Capistello.

Le ricerche del progetto NEPTUNE continueranno nei prossimi mesi in Liguria presso l’Area Marina Protetta di Portofino. Un progetto quindi tra i fondali della Sicilia e della Liguria, applicando l’approccio interdisciplinare dell’ecorobotica, alla base dello Spoke 3, coordinato da Marco Faimali (CNR-IAS).

NEPTUNE è risultato uno dei vincitori del bando a cascata per progetti di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale nei domini dell’Intelligenza Artificiale e della Robotica, dello Spoke 5 di RAISE.

Ecosistema RAISE - Ecorobotica marina in azione - La prima campagna di acquisizione di parametri ambientali - Progetto NEPTUNE - Spoke 3
Acquisizione dati da sonda OCEANHIS™ sulla piattaforma di AI Management per UnderWater Equipment as a Service realizzata dalla startup ligure MYWAI™ coordinatrice del progetto NEPTUNE™

Il partenariato è composto da MYWAI SRL, UBICA SRL, IMMERSEA SRL, NEXT VISION SRL, IIS – ISTITUTO ITALIANO DELLA SALDATURA e UNIVERSITÀ DI CATANIA, con la partecipazione di REGIONE SICILIANA – Soprintendenza del Mare, MINISTERO DELL’AMBIENTE – Area Marina Protetta di Portofino e OCEANHIS.

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Autore: NEPTUNE
Credits: NEPTUNE e RAISE

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Piattaforma NEPTUNE per Underwater Equipment as a Service, realizzata da MYWAI Srl, su cui saranno generati i modelli 4d dei dati acquisiti presso il Relitto Archeologico di Capistello, Lipari

 

I modelli 4D di relitti marini presenti sui fondali della Sicilia al centro del progetto Neptune™ di Spoke 3

In Sicilia, prende il via NEPTUNE (Neural Rendering & Edge AI Platform for 4d synthetic Twins generation during Underwater Navigation & Exploration), con una prima raccolta di dati marini alle Eolie.

Il progetto, affiliato allo Spoke 3 di RAISE, é stato presentato proprio a Lipari, il 19 luglio, presso il Museo archeologico regionale “Bernabò Brea”, mentre il 20 luglio è stata effettuata la raccolta dati in una “colonna d’acqua”.

Questi dati serviranno a costruire modelli 4d, di relitti marini sui fondali della Sicilia . Cos’è un modello 4D? Lo ha spiegato, durante il suo intervento, Fabrizio Cardinali di MYWAI, azienda ligure capofila del progetto: “Mentre l’utente naviga il modello 4D in una piattaforma dedicata, potrà vedere ed esplorare i dati ambientali, raccolti con le sonde a fluorescenza e a luce pulsante dall’azienda Ubica e di Oceanhis, a supporto”.

Ecosistema RAISE - Modelli 4D di relitti marini presenti sui fondali della Sicilia - Progetto Neptune Spoke 3 - Fabrizio Cardinali Mywai
Fabrizio Cardinali introduce il progetto NEPTUNE, Spoke 3 di RAISE

Per questa seconda azienda, durante l’evento, Luigi Barcellone ha presentato il loro laboratorio mobile e la biologa marina, Alessandra Onida, ha specificato quali sono i dati marini da raccogliere, ovvero la salinità, la temperatura, la conduttività, il PH, la clorofilla, e altri dati biofisici marini fondamentali per la conoscenza del contesto in cui si trova il relitto.

NEPTUNE si focalizzerà sulla generazione di modelli 4D subacquei in alta risoluzione ottenuti da sistemi di ripresa video e fotografica combinati poi con la Generative AI e il Neural Rendering.

La metodologia di acquisizione sarà sperimentata su veicoli a guida remota subacquea (ROV-Remotely Operated Veichle). Si tratta quindi di una delle applicazioni dell’ecorobotica, un nuova disciplina che mette a dialogo biologia, chimica, scienze marine, con la robotica, informatica, l’intelligenza artificiale, ma in questo caso si arricchisce anche del contributo dell’archeologia, delle scienze della conservazione e dei beni culturali.

Ferdinando Maurici e Salvo Emma, della Soprintendenza del Mare delle Regione Siciliana, hanno messo in evidenza la ricchezza e la bellezza del patrimonio sommerso siciliano, con anche le sue potenzialità dal punto di vista del turismo subacqueo, oltre che della ricerca scientifica nelle scienze del patrimonio culturale.

Ecosistema RAISE - Modelli 4D di relitti marini presenti sui fondali della Sicilia - Progetto Neptune Spoke 3 - Salvo D'Emma racconta Sopraintendenza del Mare Regione Sicilia
Salvo Emma racconta le attività della Sopraintendenza del Mare della Regione Sicilia sul patrimonio sommerso

Quello subacqueo è un patrimonio ancora difficile da studiare e recuperare per gli archeologi marini, soprattutto oltre i 100 metri di profondità, ma che grazie a IA e robotica, come quella proposta dal progetto NEPTUNE, potrà essere più facilmente analizzato e preservato.

Come ha infatti evidenziato Francesco Spaggiari di Immersea, l’importante relitto di Capistello sarà oggetto in luglio della prima raccolta di dati marini del progetto. Questi dati, aggiunti al modello 4D, non solo aiuteranno a raggiungere una nuova e più completa comprensione del relitto, ma anche di fare previsioni, grazia agli algoritmi della IA, sul futuro dell’oggetto, in termini di conservazione e restauro dei materiali e quindi di pianificare anche interventi volti alla cura del bene culturale.

Ecosistema RAISE - Modelli 4D di relitti marini presenti sui fondali della Sicilia - Progetto Neptune Spoke 3 - Francesco Spaggiari Immersea
Francesco Spaggiari presenta le attività di NEPTUNE, Spoke 3 di RAISE,  sul relitto di Capistello, Lipari

“Il mare è un ambiente inaccessibile all’essere umano, mentre il modello digitale, che rappresenta un relitto sui fondali, può essere visto ed esplorato al millimetro. Tale modello, arricchito con i dati ambientali, è al centro di NEPTUNE”.

Questa parte sarà fondamentale anche per completare l’esperienza di visita nel museo, che già espone vari oggetti che facevano parte del carico della nave, come ha evidenziato il direttore del museo Rosario Vilardo, alcuni unici o pochi al mondo, come un dodecaedro, di cui ancora si studia il significato e l’uso.

I modelli 4D infatti non saranno fondamentali solo per la ricerca, ma anche utili per progettare nuove esperienze educative coinvolgenti nel museo. Lo studio del relitto a Lipari da parte dell’Università di Stanford, con l’impiego di un sottomarino, segnò un passaggio fondamentale nella storia dell’archeologia marina. Lo stesso relitto torna quindi al centro di studi e ricerche, grazie a NEPTUNE e allo Spoke 3 di RAISE.

Il progetto avrà poi come secondo caso il Cristo degli Abissi, nell’Area Marina Protetta di Portofino, in Liguria. Un progetto quindi tra i fondali della Sicilia e della Liguria, applicando l’approccio interdisciplinare dell’ecorobotica, alla base dello Spoke 3 di RAISE, coordinato da Marco Faimali (CNR-IAS).

NEPTUNE è risultato uno dei vincitori del bando a cascata per progetti di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale nei domini dell’Intelligenza Artificiale e della Robotica, dello Spoke 5 di RAISE.

Il partenariato è composto da MYWAI SRL, UBICA SRL, IMMERSEA SRL, NEXT VISION SRL, IIS – ISTITUTO ITALIANO DELLA SALDATURA e UNIVERSITÀ DI CATANIA, con la partecipazione di REGIONE SICILIANA – Soprintendenza del Mare, MINISTERO DELL’AMBIENTE – Area Marina Protetta di Portofino e OCEANHIS.

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Autore: NEPTUNE
Credits: NEPTUNE e RAISE

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Fabrizio Cardinali introduce il progetto NEPTUNE, Spoke 3 di RAISE

 

Il riconoscimento dell’UNESCO alle attività di ricerca dell’Ecorobotica Marina dello Spoke 3 di RAISE

Lo Spoke 3 di RAISE ha ottenuto l’approvazione della sua proposta di Decade action N.34.4. “Tecnologie sostenibili per la cura e la protezione del mare” che farà parte dei programmi per il Decennio delle Nazioni Unite sulle Scienze Oceaniche per lo Sviluppo Sostenibile 2021-2030.

Questo prestigioso riconoscimento dell’UNESCO attribuisce allo Spoke 3 di RAISE un ruolo autorevole nel sostegno alla missione dell’Ocean Decade, il Piano di attuazione del Decennio delle Nazioni Unite sulle Scienze Oceaniche per lo Sviluppo Sostenibile, che ha come obiettivi assoluti la concretizzazione di una “scienza trasformativa” e una “rivoluzione nel modo in cui tale scienza viene prodotta, utilizzata e diffusa”.

Lo scopo di Ocean Decade è di creare le condizioni perchè la comunità scientifica, i politici, gli industriali e la società possano confrontarsi e provvedere ad azioni concrete che favoriscano dei veri cambiamenti.

La comprensione del funzionamento e della biologia degli oceani, la generazione di dati e informazioni e l’accessibilità delle scoperte scientifiche sono fondamentali per l’attuazione di politiche di sostenibilità che siano veramente efficaci per la salvaguardia degli ecosistemi marini e oceanici.

Una comprensione più completa delle condizioni oceaniche attuali e future è indispensabile per prevedere i cambiamenti e le conseguenze di questi sull’ambiente, sull’economia e non da ultimo sul benessere dell’umanità.

Ecosistema RAISE - The Science We Need for the Ocean We Want – A Vision For The Ocean Decade - Unesco

Ocean Decade sfrutta, stimola e coordina gli sforzi di ricerca interdisciplinare a tutti i livelli, al fine di generare e utilizzare la conoscenza per l’azione di trasformazione necessaria ad ottenere un oceano sano, sicuro e resiliente per lo sviluppo sostenibile entro il 2030 e oltre.

La missione è di trovare soluzioni trasformative dalle scienze marine per lo sviluppo sostenibile, per connettere le persone e il nostro oceano:
– Mobilitando gli scienziati sulle priorità fondamentali dell’oceano per l’Agenda 2030
– Sintetizzando la ricerca esistente e definire tendenze, lacune di conoscenza e priorità per la ricerca futura
– Co-progettando nuove strategie di ricerca con gli stakeholders
– Collegando scienza, politica e dialogo sociale attraverso l’accesso ai dati, all’informazione e alla comunicazione
– Sintetizzando i risultati e sviluppare soluzioni orientate all’utente
– Promuovendo nuove ricerche congiunte e cooperazione all’interno e attraverso i bacini oceanici

Marco Faimali, Direttore dell’Istituto per lo studio degli impatti antropici e sostenibilità in ambiente marino del CNR e Leader di Spoke 3: Abbiamo partecipato alla call internazionale dell’Unesco consapevoli del grande potenziale dell’ecorobotica marina sviluppata nello Spoke 3 che è il risultato dell’approccio ecosistemico di tutti i gruppi di ricerca coinvolti in questa avventura PNRR e siamo entusiasti di questo riconoscimento internazionale che rafforza lo spirito con il quale abbiamo affrontato la sfida per promuovere una nuova disciplina, l’Ecorobotica, che nei prossimi anni rivoluzionerà tecnologicamente le metodologie del monitoraggio ambientale grazie alla robotica e l’intelligenza artificiale.

Il commento di Antonio Novellino, Research manager di ETT, azienda partner di RAISE: Questo riconoscimento rappresenta un ulteriore e importantissimo risultato del lavoro di una grande squadra che come mai si è messa in gioco per sviluppare nuove soluzioni ad alto valore aggiunto per il monitoraggio dei mari e della costa attraverso soluzioni innovative che integrano ecorobotica e intelligenza artificiale. La sinergia tra CNR, Università di Genova, IIT e importanti aziende locali a respiro internazionale come ETT hanno reso possibile la creazione di un incubatore di idee tecnologie come mai si era visto prima in Liguria e che rappresenta un modello anche fuori da i confini nazionali. Il riconoscimento da parte del programma scientifico per decade degli oceani testimonia appunto questo alto valore e ci aiuta a promuovere ed esportare le nostre competenze sia in Europa che nel mondo. Il riconoscimento è per noi motivo di grande orgoglio e al tempo stesso un ulteriore stimolo per sviluppare una leadership internazionale sulle tematiche legate al monitoraggio e consapevole e informato dell’ambiente e dei mari.

Il progetto presentato da Spoke 3 sarà allegato al “n. 46. ​​La scienza di cui abbiamo bisogno per il Mar Mediterraneo che vogliamo (SciNMeet)”.

Science for Sustainable Development (2021-2030). Paris. 2020. 20 pp. (English). IOC Brochure 2020-4 (IOC/BRO/2020/4)

Le prime interfacce degli strumenti digitali di gestione dei dati ambientali da ETT per lo Spoke 3 di RAISE

Uno degli obiettivi dello Spoke 3 di RAISE è la realizzazione di nuovi strumenti digitali di monitoraggio per gli esperti, che possano consentire una nuova comprensione delle problematiche ambientali, grazie all’integrazione, interpretazione e visualizzazione dei dati misurati dalle nuove tecnologie.

ETT ha presentato, lo scorso 14 giugno, durante il seminario di avanzamento dello Spoke 3, presso UniGe, le interfacce della piattaforma di integrazione e visualizzazione dei dati ambientali provenienti da sensori e tecnologie all’avanguardia, secondo l’approccio interdisciplinare dell’ecorobotica, che mette a dialogo varie discipline, come biologia, chimica, ecologia, robotica, informatica, intelligenza artificiale, ma anche user experience research e design. Infatti, il “data management” e la corretta “info visualization”dei dati da parte degli utenti esperti è un aspetto cruciale, sia per la comprensione dei fenomeni, sia per la corretta e tempestiva presa di decisioni.

In particolare, nel seminario, ETT ha presentato i metadati, che consentono di armonizzare i dati ambientali, gli standard internazionali, che permetteranno l’interoperabilità, anche con altri progetti europei, e poi le interfacce e alcune funzioni del prototipo di integrazione dei dati marini e delle coste, che consentiranno invece di visualizzare e interrogare i dati, in tempo reale, ad esempio sul moto ondoso.

Come ha affermato Antonio Novellino, R&D Manager in SmartCity and Sustainability di ETT e Responsabile del Trasferimento Tecnologico dello Spoke 3:
“ETT partecipa attivamente alla gestione del dato, alla normalizzazione e alla restituzione, siamo i gestori del data management. Con le nostre competenze, diamo supporto ai ricercatori per organizzare il flusso dei dati, in modo che, oltre a servire per gli scopi del progetto, possano poi dialogare con altri progetti europei”.

Questo grazie all’utilizzo di standard già in uso a livello europeo, che possano garantire l’interoperabilità con altre piattaforme e lo scambio di dati a livello internazionale.
“Sull’ambiente marino abbiamo già dei risultati estremamente interessanti, si è ad un livello già avanzato. Abbiamo già integrato i dati che vengono dalle nuove tecnologie in un’unica piattaforma, questo è importante perché si può realizzare l’integrazione di dati prevenienti dai vari progetti, quindi ad esempio dati da sensori e telecamere sulle boe, su cui interviene ’intelligenza artificiale, che analizza le immagini acquisite dalle telecamere, per esempio riconoscere delle tipologie di pesci o capire anche se delle specie stanno facendo dei danni (es. cernie sui molluschi). Vengono integrati nella stessa piattaforma altri dati da terra, ottenuti con i radar, consentono di fare una mappatura delle correnti su tutto il Mar Ligure, questo aiuta ad esempio la pianificazione dei percorsi delle imbarcazioni. Questi dati alimentano dei modelli matematici e intelligenza artificiale, e saranno di supporto di chi gestisce le coste o delle attività marittime, per prendere delle decisioni, per migliorare la propria operatività, il tempo di intervento e rispondere alle esigenze della comunità locale”.

La piattaforma di ETT sarà “lo zoccolo” informatico e di user interfacce design, per vari progetti. ETT dà quindi un contributo fondamentale perché si occupa della gestione, armonizzazione e normalizzazione dei dati ambientali mettendo al servizio la propria esperienza in ambito europeo trasversalmente in 8 degli 11 progetti dello Spoke 3 di RAISE.

Interfaccia della piattaforma per l’integrazione e la visualizzazione dei dati provenienti dai progetti di RAISE Spoke 3.
Esempio Progetto 1 – Boa MEDA2 (data manager/piattaforma: ETT S.p.A. – data provider: UNIGE DISTAV)

Ecosistema RAISE - Le prime interfacce degli strumenti digitali di gestione dei dati ambientali da ETT per lo spoke 3 di RAISE

Interfaccia della piattaforma per l’integrazione e la visualizzazione dei dati provenienti dai progetti di RAISE Spoke 3.
Esempio Progetto 1 – Telecamera Guard1 (data manager/piattaforma: ETT S.p.A. – data provider: CNR-ISMAR)

Ecosistema RAISE - Le prime interfacce degli strumenti digitali di gestione dei dati ambientali da ETT per lo spoke 3 di RAISE

Interfaccia della piattaforma per l’integrazione e la visualizzazione dei dati provenienti dai progetti di RAISE Spoke 3.
Esempio Progetto 1 – Animazione modello previsionale vento (data manager/piattaforma: ETT S.p.A. – data provider: UNIGE DICCA)

Ecosistema RAISE - Le prime interfacce degli strumenti digitali di gestione dei dati ambientali da ETT per lo spoke 3 di RAISE

Infine, tale piattaforma è parte dei progetti con cui lo Spoke 3 di RAISE aderisce al programma UN Ocean Decade.

Ecosistema RAISE - Decennio delle Nazioni Unite sulle Scienze Oceaniche per lo Sviluppo Sostenibile 2021-2030

Credits immagini: ETT e RAISE
Credits video: ETT e RAISE

VERO: un robot quadrupede guidato dall’AI che elimina i mozziconi di sigaretta

Lo scorso 1° luglio presso il Blue District, lo Spoke 3 di RAISE ha presentato un dimostratore per testare VERO, un sistema di riconoscimento e raccolta dei mozziconi di sigaretta, nell’ambito di un evento organizzato da Legambiente.

VERO (Vacuum-cleaner Equipped RObot) è un sistema che integra robotica e intelligenza artificiale per supportare gli esseri umani nella rimozione di rifiuti, realizzato dall’unità di ricerca Dynamic Legged Systems (DLS) coordinata da Claudio Semini (IIT).

Ecosistema RAISE - VERO robot quadrupede guidato da intelligenza artificiale elimina mozziconi sigarette

VERO è dotato di 4 zampe con un motore elettrico da 100 W, è equipaggiato con un aspiratore caratterizzato da 4 tubi flessibili associati alle singole zampe e monta due telecamere.
Questa piattaforma hardware è controllata da un software che permette un’integrazione completa di tutte le componenti e consente al robot quadrupede di ottimizzare i percorsi e i consumi energetici, lo rende in grado di aspirare i rifiuti identificandoli con precisione e impedisce l’aspirazione di oggetti indesiderati come sassi e sabbia.

Ecosistema RAISE - VERO robot quadrupede guidato da intelligenza artificiale elimina mozziconi sigarette

Il vantaggio principale di VERO è la sua versatilità che gli permette di operare anche in zone non accessibili ad altre macchine per la pulizia come aree fortemente sconnesse o scalinate. Una futura applicazioni di sistemi simili a VERO sarà quella di affiancare operatori e operatrici ambientali nella rimozione efficace e su larga scala di diverse tipologie di rifiuti pericolosi o in zone con pendenze elevate e impervie, minimizzando anche il rischio di infortunio sul lavoro.

Il robot quadrupede VERO è stato realizzato nell’ambito dello Spoke 3 di RAISE “Protezione e cura dell’ambiente” le cui attività di ricerca sono la base per lo sviluppo dell’ecorobotica, una nuova disciplina che mette robotica e intelligenza artificiale al servizio dell’ambiente, immaginando nuove strategie per la pianificazione e l’attuazione della gestione sostenibile del territorio.

Ecosistema RAISE - VERO robot quadrupede guidato da intelligenza artificiale elimina mozziconi sigarette

Tra i principali obiettivi di RAISE, inoltre, c’è lo sviluppo e la commercializzazione di soluzioni tecnologiche basate su sistemi robotici e intelligenza artificiale, che rispondano alle reali esigenze produttive e sociali del territorio.

Autore delle immagini: G. Berretta
Credits delle immagini: Istituto Italiano di Tecnologia – © IIT, all rights reserved

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