17.12.2021 | Gottardo Pestalozzi | News WSL
Investigare le condizioni ambientali nelle corone degli alberi richiede di arrampicarsi in altezze vertiginose o costruire impalcature costose. Per queste ricerche oggi ci si affida anche a droni speciali come quelli in sviluppo presso un team dell'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio WSL e del Politecnico di Zurigo.
Un cilindro giallo si avvicina all'acero densamente frondoso, ronzando. Vola deciso verso un ramo dello spessore di un braccio. Avvicinandosi, sfiora con noncuranza foglie e rametti. Arrivato a destinazione, si aggrappa, traballa per un momento e poi si ferma, silenziandosi. Che succede qui? La rivista IEEE Robotics and Automation ha recentemente pubblicato un articolo dettagliato in merito.
Osservare la foresta per proteggeria ¶
I boschi coprono circa un terzo della superficie terrestre, anche in Svizzera. Sono di enorme importanza per la biodiversità, la regolazione del clima e l'equilibrio ecologico. Per studiarli e proteggere i loro ecosistemi, abbiamo bisogno anche di dati dalle cime degli alberi. Ma a causa della loro altezza e delle foglie e dei rami che ne bloccano l'accesso, sono difficili da raggiungere. I droni non potrebbero aiutare? Certo, ma...
I droni sono ben in grado di raccogliere molte informazioni, ma solo sorvolando i boschi. Inoltre la durata limitata della batteria e il rumore fastidioso limitano il loro uso. Per superare questi ostacoli, i ricercatori del WSL e dell'ETH di Zurigo hanno iniziato a sviluppare veri e propri robot ambientali che imitano il comportamento delle creature che vivono nelle cime degli alberi. Essi devono saper resistere alle collisioni con i rami, strisciare attraverso delle cavità, aggrapparsi a oggetti, scattare foto o depositare sensori. Il primo prodotto del team condotto dal professore dell'ETH e del WSL Stefano Mintchev è HEDGEHOG, un drone che può aggrapparsi ai rami.
L'arresto dell'elica permette un'osservazione discreta a lungo termine ¶
Il drone HEDGEHOG deve le sue capacità speciali a due elementi in particolare: Una griglia di protezione cilindrica e un set di aghi di "stile origami".
La griglia di protezione ospita le eliche e permette un volo sicuro anche quando il contatto con foglie e rami è inevitabile. Serve anche come supporto per batterie, microfoni, telecamere e altri sensori.
HEDGEHOG si aggrappa al ramo per mezzo di aghi mobili appositamente rivestiti. Questi sono ispirati alla tecnica giapponese di piegatura degli origami. Quando le punte toccano un ramo, i loro lembi di piegatura laterale si aprono per adattarsi alla superficie irregolare del ramo. Al loro interno sono dotati di una superficie antiscivolo che aiuta a sostenere il peso del drone.
Il pilota può mettere l’aggeggio in modalità standby tramite il telecomando. Con le telecamere e i microfoni incorporati, il drone può osservare gli eventi della corona in modo discreto per un periodo di tempo più lungo, cioè registrare video e audio. Alla fine dell'osservazione, il robot può essere risvegliato e ricondotto alla base.
I robot ambientali aiutano a capire l'ecosistema della foresta ¶
Con HEDGEHOG e altri droni robotici, il team di sviluppo vuole contribuire a una conoscenza più profonda della vita nelle chiome degli alberi. Queste osservazioni possono servire come base per misure di protezione o decisioni selvicolturali. Steffen Kirchgeorg ha sviluppato il prototipo HEDGEHOG come parte del progetto CYbER (CanopY Exploration Robots) e lo ha costruito e testato al WSL di Birmensdorf.
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