Per la prima volta, l’intelligenza artificiale viene utilizzata in Antartide per contare e classificare i pinguini di Adelia che vivono nelle vicinanze della Stazione italiana Mario Zucchelli. Questa innovativa metodologia, sviluppata da ENEA, combina droni, intelligenza artificiale e la potenza del supercomputer CRESCO.
Precisione e metodologia innovativa
La tecnica permette di raggiungere una precisione del 97% per gli adulti e dell’89% per i pulcini, risultati considerati ottimali per questo tipo di studi. I ricercatori hanno analizzato le immagini delle colonie di Edmonson Point e Adelie Cove, che contano rispettivamente circa 4.000 e 10.000 esemplari. Le rilevazioni si svolgono in due momenti dell’estate australe: a metà novembre, durante la cova, e a metà gennaio, quando i pulcini si muovono liberamente nella colonia. Questo consente di stimare l’efficacia riproduttiva delle colonie, un indicatore chiave della salute degli animali e dei cambiamenti climatici.
L’utilizzo dei droni in condizioni estreme
I droni utilizzati sono progettati per operare nelle rigide condizioni climatiche antartiche, volando a basse temperature e a quote superiori ai 50 metri per evitare di disturbare gli animali. Le immagini catturate vengono elaborate direttamente sul campo dal cluster di supercalcolo CRESCO, attivo presso la Stazione Zucchelli dal 2017. Il sistema restituisce ortofoto georeferenziate ad alta risoluzione, sufficienti per identificare adulti e pulcini con precisione.
Addestramento delle reti neurali
Le immagini raccolte vengono successivamente processate da una rete neurale addestrata con il supercalcolatore CRESCO presso il centro ENEA di Portici. Circa 400 immagini, contenenti oltre 3.000 pinguini ripresi in diverse condizioni ambientali, sono state utilizzate per l’addestramento. La rete neurale distingue i pinguini adulti dai pulcini, riducendo il tempo necessario per il monitoraggio rispetto al conteggio manuale effettuato in passato.
Evoluzione della tecnologia
L’obiettivo futuro è migliorare ulteriormente l’affidabilità della rete neurale per riconoscere anche altre specie, come i pinguini Imperatore. Inoltre, ENEA sta sviluppando una rete neurale più leggera, integrabile direttamente nei droni, che consentirà di effettuare conteggi in tempo reale. Questa soluzione eliminerà la necessità di esportare i dati grezzi dall’Antartide, fornendo informazioni pronte per le analisi e gli studi.
La missione in Antartide
L’implementazione di questa tecnologia rientra nel contesto della 40ª spedizione del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA), finanziata dal Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR). Il programma è coordinato scientificamente dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), mentre ENEA si occupa della pianificazione e dell’organizzazione logistica. L’Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale (OGS) gestisce invece la nave rompighiaccio Laura Bassi.
Un contributo per la conservazione e lo studio climatico
L’utilizzo dell’intelligenza artificiale in Antartide rappresenta un passo avanti significativo nella ricerca scientifica, garantendo risultati precisi e limitando al contempo l’interferenza con l’ecosistema. Questa innovazione offre nuove opportunità per monitorare gli effetti del cambiamento climatico sulle popolazioni animali e sull’ambiente.
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