L'UE sviluppa robot con sensori biologici per il monitoraggio della biodiversità acquatica

Un progetto finanziato dall'Unione Europea combina organismi viventi, intelligenza artificiale e robotica per monitorare in tempo reale la qualità dell'acqua e l'impatto dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi.

Un progetto finanziato dall'Unione Europea sviluppa una nuova generazione di robot bioibridi che utilizzano organismi viventi come sensori per monitorare la biodiversità acquatica e la qualità dell'acqua, offrendo un'alternativa ai metodi tradizionali di analisi. L'iniziativa, denominata BioDiMoBot, combina biologia, ingegneria e intelligenza artificiale per osservare in tempo reale come gli ecosistemi reagiscono ai cambiamenti ambientali e climatici.

In breve 1. Il progetto BioDiMoBot sviluppa robot bioibridi che utilizzano organismi viventi come sensori.

2. I sistemi monitorano in tempo reale la biodiversità e la qualità dell'acqua.

3. La tecnologia combina intelligenza artificiale, sensori ottici e reazioni biologiche.

4. Il metodo offre un'alternativa più economica e continua rispetto al monitoraggio classico.

5. I test sono stati effettuati in condizioni reali in Europa e in regioni artiche.

Il progetto parte dai limiti dei metodi attuali di monitoraggio degli ecosistemi acquatici, che si basano principalmente su sensori tecnici e analisi chimiche di laboratorio, effettuate in modo puntuale e con costi elevati. Questi metodi forniscono dati precisi per parametri individuali, ma non catturano sempre le reazioni biologiche complesse che riflettono lo stato reale degli ecosistemi.

BioDiMoBot propone un approccio differente, in cui gli organismi viventi sono integrati direttamente nei sistemi di monitoraggio. "BioDiMoBot è stato concepito per affrontare queste limitazioni sviluppando sistemi bioibridi che utilizzano organismi viventi come elementi di detezione, completando le tecnologie esistenti con soluzioni integrate biologicamente, economiche e scalabili," ha dichiarato la co-coordinatrice del progetto, la biologa Wiktoria Teresa Rajewicz.

La tecnologia sviluppata combina sensori ottici ed elettronici con organismi acquatici che reagiscono ai cambiamenti ambientali. "I sensori bioibridi combinano la sensibilità degli organismi viventi con la robustezza dei sistemi elettronici," ha spiegato Rajewicz. "Associati a unità di lettura ottiche ed elettroniche, ci permettono di registrare automaticamente le reazioni comportamentali e fisiologiche a molteplici fattori di stress e di trasmetterle in tempo reale sotto forma di dati digitali."

Un esempio concreto è il modulo basato su Daphnia, piccoli organismi acquatici noti come pulci d'acqua. Il sistema include una gabbia in cui questi organismi sono esposti al flusso d'acqua, mentre una camera e un computer analizzano il loro comportamento di nuoto. Le modifiche nei modelli di movimento forniscono informazioni sulla qualità dell'acqua e sugli effetti combinati delle sostanze presenti nell'ambiente.

I sistemi sviluppati possono generare flussi continui di dati che identificano segnali precoci di degrado degli ecosistemi e possono evidenziare tendenze ecologiche a lungo termine. Secondo i ricercatori, questi dati possono contribuire alla valutazione dell'impatto dei cambiamenti climatici, allo sviluppo di strategie di gestione adattativa e all'orientamento delle politiche di conservazione.

Il progetto è stato testato sia in condizioni controllate di laboratorio, sia in ambienti naturali, inclusi laghi in Austria, stagni locali e zone costiere in Groenlandia. I risultati preliminari mostrano che i sistemi bioibridi possono funzionare in modo affidabile per periodi prolungati e possono catturare reazioni biologiche rilevanti alle variazioni ambientali.

I ricercatori sottolineano che il principale vantaggio di questo approccio è la capacità di osservare gli ecosistemi in modo continuo e integrato, senza interventi umani frequenti. "Attraverso la possibilità di osservare continuamente, in tempo reale, senza interventi frequenti, i sistemi bioibridi autonomi offrono una comprensione più olistica e meglio calibrata nel tempo della salute degli ecosistemi e della biodiversità acquatica," ha dichiarato Rajewicz.

Il progetto BioDiMoBot si inserisce negli sforzi dell'Unione Europea per sviluppare tecnologie avanzate per il monitoraggio ambientale e per supportare le politiche sui cambiamenti climatici e sulla biodiversità. Gli approcci tradizionali di monitoraggio sono gradualmente integrati da soluzioni basate su intelligenza artificiale, automazione e integrazione di dati biologici.

L'integrazione di organismi viventi in sistemi tecnologici riflette una direzione emergente nella ricerca europea, in cui la tecnologia non solo misura l'ambiente, ma cerca anche di riprodurre il modo in cui esso è percepito dagli organismi che vi abitano. In questo contesto, progetti come BioDiMoBot possono contribuire allo sviluppo di sistemi più precisi ed efficienti per la protezione degli ecosistemi e per l'adattamento ai cambiamenti climatici.

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