ROMA (ITALPRESS) – Per la prima volta, l’intelligenza artificiale verrà impiegata in Antartide come strumento per contare e classificare i pinguini di Adelia che abitano nelle vicinanze della Stazione italiana Mario Zucchelli. Questo approccio è frutto di una metodologia sviluppata da ENEA che combina droni, intelligenza artificiale (IA) e la potenza del supercomputer CRESCO di ENEA stessa.
“La precisione del conteggio ha raggiunto il 97% per gli adulti e l’89% per i pulcini, valori considerati ottimali e molto affidabili”, commenta Riccardo Scipinotti, ricercatore ENEA e attuale capo spedizione presso la base italo-francese di Concordia, situata a oltre 3 mila metri di altitudine, a 1.200 chilometri dalla costa.
Questi risultati sono stati ottenuti analizzando le ortofoto delle due colonie più prossime alla stazione Zucchelli (Edmonson Point e Adelie Cove), che ospitano rispettivamente circa 4 mila e 10 mila esemplari. Per permettere ai ricercatori di stimare l’efficacia riproduttiva della colonia, uno degli indicatori sulla salute degli animali e sui cambiamenti climatici, il conteggio viene effettuato in due periodi specifici dell’estate australe: metà novembre, durante il periodo di cova, e metà gennaio, quando i pulcini iniziano a muoversi liberamente nella colonia.
“Il conteggio è realizzato impiegando droni speciali, progettati per volare a basse temperature e sorvolare ampie aree remote. Per catturare immagini di alcune colonie senza disturbare gli animali, è stato necessario mantenersi al di sopra dei 50 metri di altitudine”, specifica Scipinotti.
Le immagini catturate vengono inizialmente elaborate dal cluster di supercalcolo CRESCO, attivo dal 2017 presso la stazione Zucchelli, che produce un’ortofoto georeferenziata ad alta definizione (circa 1cm/px) della colonia direttamente in campo.
L’elevata risoluzione delle immagini consente di identificare sia i pinguini adulti, che misurano circa 60cm, sia i pulcini, che a circa 2 mesi di vita raggiungono un’altezza di solo 30cm.
Successivamente, l’ortofoto viene processata da una rete neurale appositamente addestrata per riconoscere i pinguini nell’immagine, classificandoli in adulti e pulcini. “Per l’addestramento della rete neurale, abbiamo utilizzato il supercalcolatore CRESCO di ENEA, situato presso il centro ENEA di Portici. Sono state fornite circa 400 immagini contenenti oltre 3 mila pinguini, ripresi sempre con droni in diverse condizioni”, spiega Samuele Pierattini, della Divisione ENEA per lo Sviluppo di Sistemi per l’informatica e l’ICT.
“Questa metodologia si rivela più veloce rispetto al conteggio manuale condotto da operatori sul campo, permettendo di monitorare aree remote difficilmente raggiungibili dall’uomo e riducendo il disturbo per le specie animali”, precisa Scipinotti.
Il prossimo passo sarà migliorare l’addestramento della rete con i dati raccolti durante le spedizioni, per aumentare l’affidabilità della rete stessa e specializzarla nel rilevamento e nella distinzione anche dei pinguini Imperatore, un’altra specie che vive nei pressi della Stazione Mario Zucchelli.
Inoltre, si prevede di utilizzare nuove tecnologie di intelligenza artificiale per realizzare una rete neurale ‘leggera’ dal punto di vista computazionale, da installare all’interno dell’elettronica del drone, per fornire in tempo reale il conteggio dei pinguini rilevati. “In questo modo, non sarà più necessario trasferire dati grezzi dall’Antartide per l’elaborazione nei laboratori, ma si otterrà un’informazione già elaborata per effettuare valutazioni oggettive e ricerche sulla popolazione di pinguini”, conclude Pierattini.
Attualmente è in corso la 40a spedizione del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA), finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR) e gestito dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) per il coordinamento scientifico, da ENEA per la pianificazione e l’organizzazione logistica delle attività presso le basi antartiche e dall’Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale (OGS) per la gestione tecnica e scientifica della nave rompighiaccio Laura Bassi.
– foto ufficio stampa ENEA –
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