Navi robot per proteggere le Aree marine protette dai pirati del mare

Negli Usa una nuova generazione di navi autonome contro la pesca illegale e per salvaguardare risorse ittiche ed ecoturismo

[23 Novembre 2020]

Il 31 marzo la National oceanic and atmospheric administration Usa (Noaa) ha annunciato l’avvio del nuovo  Unmanned Systems Operations Program per sostenere l’utilizzo, in rapida espansione, di questi sistemi. Il nuovo programma «promuoverà il funzionamento sicuro, efficiente ed economico dei sistemi senza pilota (UxS) che Noaa utilizza per raccogliere dati ambientali di alta qualità per la scienza, i prodotti e i servizi dell’agenzia».

Il vice amministratore Noaa, Timothy Gallaudet, spiegava che «I sistemi aerei e marittimi senza pilota stanno trasformando il modo in cui conduciamo le scienze della Terra alla Noaa. Il nostro nuovo Unmanned Systems Operations Programme ci aiuterà ad aumentare notevolmente l’applicazione e l’utilizzo di queste tecnologie in ogni area di missione Noaa».

Gli UxS sono veicoli dotati di sensori che operano in modo autonomo o pilotati a distanza. Attualmente la Noaa utilizza UxS per la mappare i fondali e gli habitat marini, esplorazione gli oceani, e valutare la consistenza delle popolazioni e la salute dei mammiferi marini e degli stock ittici, rispondere alle emergenze e svolgere controlli in mare per migliore le previsioni di eventi estremi, come fioriture algali dannose e ipossia.

Anche se gli scienziati della Noaa sperimentano e utilizzano da decenni sistemi senza pilota, il recente aumento della disponibilità di UxS highly capable ha portato a prendere in considerazione utilizzi innovativi di queste tecnologie e, per esempio, dal 2012 l’utilizzo da parte della Noaa di piccoli velivoli senza pilota per le missioni scientifiche è aumentato di oltre 10 volte. Tra questi nuovi utilizzi ci sono anche la sorveglianza delle Aree marine protette (Amp) e la lotta alla pesca illegale.

Un compito particolarmente importante mentre l’Unione europea ha deciso di proteggere il 30% dei suoi mari entro il 2030 per proteggere la fauna marina e gli ecosistemi e sostenere la pesca legale, la Convention on biological diversity si appresta a fare altrettanto, Onu,  governi e ONG – e persino Papa Francesco – stanno spingendo per istituire Amp  sempre più grandi. Ma, dopo aver istituito un’Amp il problema principale è sempre come far rispettare le normative che la governano, per non farle restare un segno sulla carta senza una tutela e sorveglianza efficaci.

In collaborazione con la Noaa e il California Department of Fish and Wildlife (CDFW), tre società di robotica stannofacendo a gara per dimostrare che le navi senza equipaggio possono svolgere efficacemente questo compito.

Originariamente, gli UxS i marini dovevano essere testati nel  Channel Islands National Marine Sanctuary, al largo di Santa Barbara, in California, ma le restrizioni per la  pandemia di Covid-19 hanno costretto i partecipanti a testaree i  loro prototipi separatamente in tutto il Nord America e a presentare i risultati ai giudici online. Justin Manley, fondatore di Just Innovation, la società di consulenza sulla robotica marina del  Massachusetts che coordina il progetto, dice che «Il lato positivo di questi test separati è che ci hanno permesso di vedere quanto efficacemente i robot hanno rilevato diversi tipi di barche da pesca».

Tra gli UxS testati c’è Daphne , una nave autonoma di Open Ocean Robotics che, per 72 ore ha seguito una rotta programmata dagli ingegneri, pattugliando il mare di Danger Reefs, un’area di tutela dei pesci al largo della costa orientale dell’isola di Vancouver, mappando il fondale marino e bighellonando in giro. Quando ha fatto ritorno a terra  il team di  Open Ocean Robotics  ha avuto a disposizione un quadro e una vista multisensore dell’ambiente oceanico. Su Hakay Magazine, lsa biologa canadese Vanessa Minke-Martin spiega che «Una serie di schermate mostrava mappe incrociate lungo la rotta di Daphne , immagini radar rosso su nero, un flusso video ad alta definizione e altri dati in tempo reale, tutti trasmessi dalla rete cellulare». Mentre due pescherecci per la pesca al salmone che partecipano al progetto simulavano operazioni di pesca illegale nell’area protetta, un operatore da remoto ha fatto andare Daphne più vicino alle imbarcazioni, in modo che le sue telecamere termiche a 360potessero filmare immagini i nomi dei pescherecci e le sigle degli attrezzi da pesca uitilizzati.

I sistemi di sorveglianza di Daphne raccolgono diversi tipi di prove. Con il radar, Open Ocean Robotics può identificare, localizzare e tracciare i target. Julie Angus, CEO di Open Ocean Robotics  spiega che «Gli operatori possono dedurre attività sospette se una nave si aggira o si muove avanti e indietro in un’area protetta, invece di transitarvi. Anche il confronto tra il radar e i dati di tracciamento navale del sistema automatico di informazioni (AIS – automatic identification system) è utile per individuare obiettivi sospetti:  se una barca pesca illegalmente, è molto probabile che spegneranno l’AIS».

Daphne rimorchia anche un idrofono per raccogliere dati audio, come il rumore di un argano idraulico che solleva una rete da pesca.

Da anni i robot vengono utilizzati sott’acqua e sulla superficie del mare per svolgere compiti troppo pericolosi, costosi o noiosi per gli esseri umani, ma ora stanno affrontando problemi più complessi che richiedono l’utilizzo dell’intelligenza artificiale, come il pattugliamento autonomo dei sottomarini per il Dipartimento della difesa australiano e  la sorveglianza delle Aree marine protette si basa su una tecnologia simile.

Secondo Justin Manley, fondatore di Just Innovation, «La vera domanda da farsi è: possiamo raccogliere informazioni sufficienti affinché le forze dell’ordine agiscano?». Per riuscirci Daphne e gli altri UxS highly capable  dovranno identificare le attività di pesca con un alto grado di precisione, distinguendo quelle legali e quelle illegali.

E finora negli Usa nessun caso giudiziario si è basato interamente sulle informazioni raccolte dai robot. In California, beccare un peschereccio in una zona a protezione integrale è motivo sufficiente per perseguire l’armatore e il capitano. I giudici che partecipano al progetto – avvocati dello Stato della California ed esperti di conservazione e applicazione della leggi della Noaa e California Department of Fish and Wildlife (CDFW) – stanno valutando se le prove raccolte dalle navi senza equipaggio potrebbero reggere in tribunale.

Ma c’è ancora da fare molto lavoro per migliorare gli UxS highly capable: Gli Usa hanno quasi 1.000 Aree marine protette che si estendono sul 26% delle loro acque territoriali (vicino al 30% richiesto da Ue e Cbd entro il 2030), IN alcune di queste Amp, come il Papahānaumokuākea Marine National Monument nelle Hawai’i che occupa 1.508.870 Km2, la pesca è vietata, mentre in molte altre, soprattutto lungo la costa atlantica e pacifica continentale statunitense, le chiusure della pesca sono a zone o a rotazione su base stagionale e secondo gli attrezzi da pesca o le specie.

La MInke-Martin fa notare che «A livello globale, c’è una grande disparità nella capacità di gestire davvero le Aree marine protette, un divario che è improbabile che, dati i loro notevoli costi iniziali, venga colmato da robot come Daphne. Una piccola nave di Open Ocean Robotics costa diverse centinaia di migliaia di dollari, a seconda dei sensori di cui è dotata». Ma Angus ribatte che «Quel prezzo è un decimo del costo di una nave e del lavoro dell’equipaggio. E hai la possibilità di farla lavorare 24 ore su 24, 7 giorni su 7».

Lekelia Jenkins, una scienziata che si occupa di sostenibilità marina all’Arizona State University, sottolinea che «Alcuni Paesi in via di sviluppo non hanno le risorse per le motovedette e il personale. Anche se questi governi potessero ottenere i robot oceanici, spesso non hanno la forza lavoro scientifica per analizzare tutti quei dati. In molti casi, investire nella sanità, nell’istruzione e nel superamento della povertà ha la precedenza sul controllo della pesca» de lo d sannoi bene le grandi flotte pescherecce europee e asiatiche che stanno saccheggiando il mare dell’Africa, anche quello teoricamente protetto, a scapito delle comunità di pescatori locali.

Jenkins dice anche che c’è la possibilità di trovare una convivenza tra i robot e il lavoro delle persone in acqua è proprio «Quando i residenti locali lavorano come tutori dell’ambiente e delle risorse o nell’ecoturismo nelle Aree protette, le persone possono decidere dove vogliono arrivare, ecco come beneficiano finanziariamente della Amp. Le imbarcazioni autonome riducono il bisogno di persone e le società di robotica hanno maggiori probabilità di portare competenze piuttosto che investire nella formazione dei residenti locali per costruire infrastrutture specializzate o utilizzare navi».

Ma i partecipanti devono dimostrare che la loro tecnologia è all’altezza del compito e la fase successiva di questa sfida progettuale metterà alla prova gli UxS highly capable  su aree marine protette più grandi e remote e dovranno utilizzare l’intelligenza artificiale per identificare gli oggetti di interesse per il controllo e poi notificarli agli operatori via satellite, funzionalità che Open Ocean Robotics sta attualmente sviluppando.

Todd Jacobs, chief technology officer della Noaa per i sistemi senza equipaggio, ha detto ad Haksay Magazine che «Lo sviluppo dell’IA è fondamentale per l’utilizzo di navi senza equipaggio. Non c’è abbastanza data storage nel mondo per [mantenere] le immagini ad alta definizione della monotonia dell’acqua vuota, che sarà il 90 o il 98% di quello che vedremmo».

La Noaa sta investendo 12,7 milioni di dollari per incrementare l’utilizzo di navi, aerei  e droni autonomi e telecomandati sia per la ricerca scientifica che per i controlli. «Con il passare del tempo – aggiunge Jacobs – i dati raccolti dalle navi senza equipaggio aiuteranno la Noaa a discernere i modelli di attività di pesca illegale, in modo che l’agenzia possa concentrare gli sforzi di sorveglianza».

Su Hakai Magazine, la Minke-Martin  conclude: « Il futuro della polizia robotica è quasi arrivato e i governi si stanno affrettando ad affrontarlo. La tecnologia di Open Ocean Robotics ha fatto molta strada da quel primo giorno sul lago. Sull’oceano vicino a Victoria questo autunno, Daphne ha sorpreso gli ingegneri abbandonando la sua rotta programmata per navigare sulla scia della loro barca da ricerca, da sola. Se Open Ocean Robotics passerà al round successivo, Daphne potrebbe presto prendere le onde al largo della California o delle Hawai’i».