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Come la tecnologia aiuta a prevenire i rischi naturali e meteorologici

Come la tecnologia aiuta a prevenire i rischi naturali e meteorologici

14.01.2022 | Tecnologia e innovazione possono aiutarci a sostenere le sfide che il nostro pianeta ci pone.

Intelligenza artificiale, big data, droni e robot sono solo alcune delle tecnologie che oggi ci affiancano nella prevenzione e nella limitazione dei rischi causati da eventi naturali disastrosi come inondazioni, sismi, uragani.

I disastri naturali negli ultimi anni sono aumentati in modo considerevole: l’Organizzazione Meteorologica Mondiale (WMO) e l’Ufficio delle Nazioni Unite per la riduzione del rischio di disastri (UNDRR) stimano, tra il 1970 e il 2019, circa 11mila disastri le cui cause possono essere attribuite a cambiamento climatico ed eventi meteorologici estremi. Questi eventi portano con sé conseguenze importanti, tra cui ingenti danni, perdite a livello economico e soprattutto feriti e decessi (oltre 2 milioni nel lasso di tempo considerato). L’avanzamento tecnologico però, insieme alla ricerca, ha limitato considerevolmente questi numeri (siamo passati da 50mila decessi degli anni ‘70 ai 20mila degli anni 2010) consentendoci di utilizzare strumenti preziosi di prevenzione, monitoraggio, soccorso e ricostruzione.

I cambiamenti climatici e ambientali incidono profondamente sulla vita di milioni di persone nel mondo: l’aumento del livello del mare, l’innalzamento delle temperature, gli incendi boschivi, la deforestazione, le inondazioni e i cambiamenti ambientali sono solo alcuni degli eventi che già oggi siamo chiamati ad affrontare e limitare con tutte le forze disponibili, comprese quelle tecnologiche.
Che si tratti di decisioni prese da intelligenze umane o artificiali, tutto pone le basi sulla raccolta di dati e misurazioni accurate. Partendo da informazioni utili, precise e veloci possiamo tracciare andamenti e tendenze, prevedendo eventi e rischi per quantificare gli impatti potenziali.
Ecco alcune delle tecnologie e innovazioni che possono aiutarci a sostenere le sfide che il nostro pianeta ci pone.

Intelligenza artificiale, big data, droni
Il Machine Learning è uno strumento prezioso in questo contesto: l’intelligenza artificiale e la sua capacità di apprendere simulando il funzionamento del cervello umano ci consente di analizzare velocemente immense moli di dati e di elaborarli per monitorare in tempo reale l’andamento di terremoti, piogge, eruzioni vulcaniche e così via e comprenderne lo sviluppo. Per esempio, i modelli possono essere addestrati con dati sulle inondazioni degli ultimi 20 anni (posizione, contesto, danni) al fine di prevedere quale sarà nel futuro la probabilità che un evento accada e l’impatto dannoso che potrebbe avere per società e ambiente. Dal 2018, ad esempio, Google ha realizzato un programma, al momento attivo in India e Bangladesh, (coprendo un’area abitata da 360 milioni di persone) che permette il monitoraggio dei corsi d’acqua e la previsione di inondazioni, avvisando la popolazione, proprio grazie all’AI. Il progetto si chiama Google Flood Hub e utilizza il machine learning e le mappe di Google Maps per stimare quanto salirà il livello di fiumi e torrenti, quanto terreno allagheranno intorno a loro e avvisare tramite notifica su smartphone le persone che potrebbero essere coinvolte. Uno strumento utile e di semplice fruizione per gli utenti, che per la maggior parte utilizzano già quotidianamente dei dispositivi personali.

L’utilizzo dei droni
Le principali modalità con cui i droni possono supportarci nell’affrontare problematiche ambientali riguardano sorveglianza, mappatura e monitoraggio al fine di prevenire e limitare i danni. Verifica dei territori in prima emergenza, quando nemmeno l’uomo ha ancora valutato l’effettiva portata del problema, e azione dove sarebbe troppo pericoloso arrivare anche per professionisti preparati - garantendo tra l’altro soccorsi mirati e veloci-, sono solo alcune delle possibilità offerte da queste tecnologie.
Uno studio di Juan Jesús Roldán-Gómez, professore di Automazione e Robotica all’Università Autonoma di Madrid, ad esempio, ha evidenziato come l’utilizzo di sciami di droni aumenti l’efficienza e la sicurezza dei Vigili del Fuoco nella lotta agli incendi boschivi. Fianco a fianco con gli operatori che si interfacciano con loro tramite realtà virtuale e aumentata, queste tecnologie consentono di ottenere rapidamente informazioni sullo scenario per decidere come agire al meglio.

Su questo tipo di applicazioni si sta lavorando anche in Italia, dove TIM e Seikey sono state recentemente protagoniste di una interessante sperimentazione per l’uso di droni nel monitoraggio del Po. È stato simulato il passaggio di un’onda di piena eccezionale del fiume attraverso il centro abitato della città di Torino, permettendo di prevedere quali sarebbe state le zone adiacenti più a rischio di alluvioni tenendo conto della struttura degli edifici e della topologia delle strade. La disponibilità di questi dati di scenario, visualizzati in Realtà Aumentata dagli operatori della Control Room cittadina, garantisce un sistema di allerta precoce (“Early Warning”) in grado di fare la differenza per un più tempestivo intervento delle autorità.

Droni e robot al momento riescono a muoversi con facilità in ambienti ben strutturati e noti, la sfida del futuro sarà renderli sempre più efficaci nel compiere azioni mirate anche in situazioni reali di emergenza, impossibili da “apprendere” e mappare precisamente prima che avvengano. Si sta occupando proprio di questo il programma ARCHE (Advanced Robotic Capabilities for Hazardous Environments) in Svizzera, il quale raccoglie un centinaio di ricercatori e ricercatrici con l’obiettivo di testare e migliorare il supporto robotico nelle attività di prevenzione e contenimento dei disastri.

Fa parte di questo programma il robot quadrupede ANYmal, ideato dal Politecnico federale di Zurigo e la start-up ANYbotics, in grado di muoversi autonomamente anche su terreni accidentati grazie alle quattro gambe robotiche che gli permettono di scalare, superare ostacoli e salire e scendere scale arrivando in luoghi impervi, troppo pericolosi per gli esseri umani.

IoT e tecnologie smart
L’Internet delle cose prevede la connessione di oggetti intelligenti in rete, i quali grazie a sensori e recettori permettono non solo di lanciare allarmi real time, ma anche di effettuare previsioni accurate.
Ricostruire e costruire in modo sostenibile è l’obiettivo che guida il progetto ReSTART, iniziativa promossa dall’Autorità di bacino distrettuale dell’Appennino centrale a seguito degli eventi del 2016 e 2017 nell’area del cosiddetto “cratere sismico” italiano (territorio compreso tra le regioni Marche, Umbria, Abruzzo e Lazio), reso possibile anche dall’applicazione dell’IoT al territorio. Grazie a cartografie digitali interattive e database accessibili da app su smartphone o pc sarà possibile pianificare l’edilizia nel modo migliore possibile, grazie a informazioni provenienti da tecnologie geospaziali, sensoristica, modellistica e sopralluoghi sul campo.
Una startup italiana con sede a Milano, ISAAC Antisismica, ha ideato un sistema attivo intelligente per la protezione sismica degli edifici: una tecnologia che supporta tecnici e ingegneri nel loro lavoro di promozione degli interventi di sicurezza sismica. Senza alterare l’architettura dell’edificio su cui viene posta, questa tecnologia consente di monitorare la struttura 24 ore su 24, permettendo di identificare anomalie, necessità di interventi di manutenzione e riducendo i tempi di valutazione di agibilità post-sisma. Un progetto che mira a ridurre i danni personali ed economici legati ai terremoti, i quali in Europa negli ultimi 20 anni hanno tolto l’abitazione a 95.189 persone.

Il numero di eventi naturali rischiosi aumenterà in futuro e gli impatti riguarderanno diversi settori e sistemi naturali e antropici ma, grazie alla tecnologia, possiamo continuare a monitorare le condizioni del nostro Pianeta con precisione ed accuratezza sempre crescenti, salvando così sempre più vite umane a rischio, limitando e contenendo il più possibile conseguenze irreparabili. Le nostre analisi e decisioni potranno diventare sempre più precise ed efficaci se la tecnologia continuerà ad affiancarci, ampliando le nostre possibilità e competenze.

Illustrazione di Sofia Romagnolo

l'autore
Laura Fasano