C’è un drone che si “arrampica” sugli alberi per proteggerli

Dall’Istituto Federale di ricerca per la Foresta, la Neve e il Paesaggio e dal Politecnico di Zurigo il robot… volante che esplora le chiome

Investigare le condizioni ambientali delle corone degli alberi richiede di arrampicarsi ad altezze vertiginose o di costruire impalcature costose.
Conseguentemente, per queste ricerche oggi ci si affida anche a droni speciali come quelli in fase di sviluppo presso un team congiunto dell’Istituto Federale di ricerca per la Foresta, la Neve e il Paesaggio di Birmensdorf e del Politecnico di Zurigo.
Che cosa succede nel bosco? Un cilindro giallo si avvicina a un 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 alla pianta, traballa per un momento e poi si ferma, silenziandosi.
La rivista “IEEE Robotics and Automation” ha recentemente pubblicato un articolo dettagliato in merito all’esplorazione degli alberi.

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Osservare le foreste per tutelarle è molto spesso difficilissimo

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 perfettamente in grado di raccogliere molte informazioni, ma soltanto sorvolando i boschi. Inoltre, la durata limitata delle batterie e il rumore fastidioso ne limitano molto spesso l’uso.
Per superare questi ostacoli, i ricercatori del WSL di Birmensdorf e dell’ETH di Zürich hanno iniziato a sviluppare veri e propri robot ambientali, che imitano il comportamento delle creature che vivono sulla cima 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 guidato da Stefano Mintchev, professore del Politecnico di Zurigo e dell’Istituto Federale di ricerca per la Foresta, la Neve e il Paesaggio, è “Hedgehog“, un drone che può letteralmente aggrapparsi ai rami.

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Il fermo dell’elica consente studi discreti e più lunghi nel tempo

Il drone “Hedgehog” deve le sue capacità speciali a due elementi in particolare: una griglia di protezione cilindrica e un set di aghi in “stile origami”.
La griglia di protezione ospita le eliche e permette un volo sicuro anche quando il contatto con foglie e rami risulta inevitabile. Serve anche come supporto per batterie, microfoni, telecamere e altri sensori.
“Hedgehog” si aggrappa a un ramo per mezzo di aghi mobili appositamente rivestiti. Questi sono ispirati alla tecnica giapponese di piegatura della carta 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’apparecchio in modalità standby tramite il telecomando. Con le telecamere e i microfoni incorporati, il drone può osservare gli eventi della chioma arborea in modo discreto per un periodo di tempo più lungo, nonché registrare video e audio.
Alla fine dell’osservazione, il robot può essere risvegliato e ricondotto alla base.

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Molti robot ambientali aiutano a capire l’ecosistema forestale

Con “Hedgehog” e altri droni robotici, il team di sviluppo congiunto ETH/WSL vuole contribuire a una conoscenza più profonda della vita delle corone 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 all’Istituto Federale di ricerca per la Foresta, la Neve e il Paesaggio di Birmensdorf.

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