Un algoritmo sviluppato dall’Università di Pisa insieme all’Instituto Superior Tecnico di Lisbona punta a consentire ai robot marini autonomi di navigare in mare aperto senza Gps e senza affidarsi a mappe complete dell’ambiente. Il sistema prende ispirazione dal comportamento delle tartarughe marine, capaci di utilizzare il campo magnetico terrestre durante le migrazioni.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Ocean Engineering e propone un modello di orientamento destinato soprattutto agli scenari oceanici remoti, dove le infrastrutture per la navigazione possono essere assenti. Il veicolo dovrebbe individuare la direzione più utile durante il percorso attraverso le variazioni locali del campo magnetico terrestre.
Il riferimento alle tartarughe verdi
Per verificare il funzionamento dell’algoritmo, i ricercatori hanno preso come riferimento la rotta delle tartarughe verdi tra l’Isola di Ascensione e le coste del Brasile. Le prime simulazioni hanno mostrato che i robot sono in grado di seguire traiettorie molto simili a quelle degli animali, utilizzando le informazioni magnetiche disponibili lungo il tragitto.
Il principio si basa sulle misurazioni dell’intensità e dell’inclinazione del campo magnetico. Il veicolo, dotato di un magnetometro, confronta i dati rilevati con la conoscenza preliminare della firma magnetica della destinazione. Quest’ultima comprende i valori di intensità totale e di inclinazione, che il sistema dovrebbe riconoscere per orientarsi verso il punto stabilito.
Una navigazione senza mappa completa
Paolo Luschi, docente di zoologia al Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa, ha spiegato che diversi studi hanno evidenziato la sensibilità delle tartarughe marine alle variazioni del campo magnetico terrestre. Questa capacità consentirebbe agli animali di determinare la propria posizione rispetto alla destinazione e di scegliere la direzione da seguire. Lo stesso meccanismo, secondo i ricercatori, potrebbe avere un ruolo anche nella migrazione degli uccelli.
Cristiano Cammelletti, dottorando in robotica al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, ha indicato nell’apprendimento della direzione durante il viaggio l’elemento centrale del progetto. In questa prospettiva, il veicolo non deve disporre di una rappresentazione completa dell’ambiente basata su mappe preesistenti, ma può aggiornare il proprio orientamento attraverso le informazioni raccolte localmente.
Il modello presuppone che la memoria delle caratteristiche magnetiche della destinazione possa conservarsi nel tempo. Il robot potrebbe così riconoscere la firma del punto da raggiungere e dirigersi verso di essa, replicando in forma tecnologica una strategia osservata nel comportamento migratorio delle tartarughe marine.