IoT, Intelligenza Artificiale e sostenibilità: come la tecnologia ci aiuta a prenderci cura del nostro pianeta

Il raggiungimento di una società sostenibile dal punto di vista ambientale rappresenta una delle più importanti e difficili sfide del XXI secolo, dove la minaccia del disastro climatico pone l’umanità di fronte ad un’emergenza che richiede sempre più sforzi.

Un modo per ottenere dei risultati concreti nella sfida ambientale può essere quello di sfruttare adeguatamente i dati provenienti dai dispositivi forniteci dalla rivoluzione dell’Industria 4.0 per implementare misure specifiche che possano ridurre l’impatto degli esseri umani e preservare l’ambiente per permetterci di vivere in armonia con la natura.

I dispositivi dell’Internet-of-Things (IoT) comprendono sensori che, connettendosi alla rete, sono in grado di produrre un’impressionante mole di dati di diverso tipo, consentendo ad esempio di monitorare la condizione del suolo, la qualità dell’aria o lo stato di salute delle aree boschive.  Questi dati possono poi essere analizzati attraverso algoritmi di Machine Learning e altri strumenti di Analisi Predittiva e Data Mining per progettare soluzioni mirate.

Vediamo ora alcuni esempi pratici di come queste tecnologie sono state utilizzate nell’ambito della sostenibilità ambientale.

La foresta parlante di Piegaro (Umbria)

A Piegaro, in provincia di Perugia, vi è una foresta in grado di comunicare attraverso un sistema di dispositivi IoT. Il bosco, composto da alberi di cerro, carpino e douglasia, fa parte del Programme for the Endorsement of Forest Certification (PEFC), un interessante programma nato dall’omonima associazione no-profit che si batte per l’adozione a livello internazionale di politiche di gestione forestale sostenibili, fornendo certificati alle aree boschive che rispettino determinati requisiti di biodiversità, capacità di rigenerazione e importanza ecologica, economica e sociale.

Gli alberi piantati nel progetto TRACE (Tree monitoring to support climate Adaptation and mitigation through PEFC Certification) sono collegati a particolari dispositivi IoT, alimentati attraverso piccoli pannelli solari, che monitorano diverse misure tra cui la luce assorbita, l’anidride carbonica accumulata, la crescita del tronco e l’acqua a disposizione della pianta. I dati raccolti dai sensori sono poi inviati, quasi in tempo reale, ad una centralina collegata al cloud, dove possono essere monitorati ed analizzati. In questo modo si è in grado di controllare costantemente lo stato di salute dell’area forestale, intervenendo tempestivamente qualora si riscontrassero disfunzioni, patologie o anomalie di vario tipo sugli alberi interessati. Un’estensione progressiva di questo modello sul territorio italiano potrebbe essere molto utile per la prevenzione di malattie come la Xylella degli ulivi, che in Puglia ha prodotto ingenti danni ambientali ed economici.

Footprint Identification Technique (FIT)

La salvaguardia delle specie più a rischio può avvalersi di algoritmi di Machine Learning e processi di Computer Vision per l’identificazione delle impronte (Footprint Identification Technique, FIT). Il FIT è uno strumento non invasivo utile per monitorare lo stato di salute di alcune specie in via di estinzione grazie al riconoscimento digitale delle impronte che gli animali lasciano sul suolo. Le immagini, che possono essere raccolte “manualmente” dall’uomo o anche attraverso droni, sono analizzate da algoritmi di Intelligenza Artificiale in grado di identificare le specie e, tramite un esame delle impronte, di riconoscere i diversi attributi del singolo esemplare. Questi strumenti permettono quindi di raccogliere dati sulla distribuzione e caratteristiche delle specie più a rischio, senza ricorrere ad approcci più invasivi come sensori posti direttamente sul corpo dell’animale. Questa tecnica è stata, ad esempio, impiegata in Namibia per monitorare la popolazione di ghepardi selvatici, che nell’ultimo secolo si sarebbe ridotta del 93%[1].

Lotta al bracconaggio

La salvaguardia delle specie in via di estinzione passa anche dalla lotta al bracconaggio. Per contrastare questo fenomeno è possibile avvalersi di tecnologie IoT che monitorino gli spostamenti umani in determinate aree protette. Ad esempio, sensori che rilevino il movimento possono essere posti in corrispondenza dei percorsi più battuti dai bracconieri, per permettere l’intervento rapido delle autorità forestali. I dispositivi IoT possono anche essere adoperati per rilevare il suono di trappole o armi da fuoco nelle aree protette, in modo da individuare la presenza di attività di caccia illegale ed attuare le opportune misure.

L’implementazione di queste tecnologie ha permesso, ad esempio, di frenare drasticamente la caccia abusiva dei rinoceronti in Sud Africa, Zambia e Kenya. In particolare, una vasta riserva sudafricana, grazie all’introduzione di strumenti di IoT e di Intelligenza Artificiale, dal 2017 ha sperimentato una riduzione del fenomeno del bracconaggio del 96%[2].

 

Internet of Bees

Il paradigma dell’Industria 4.0 ha iniziato da qualche tempo a diffondersi anche in settori come l’apicoltura. Grazie all’utilizzo dei dispositivi IoT è infatti possibile utilizzare sensori per tracciare lo spostamento delle api e controllare le condizioni degli alveari, salvaguardando così l’ecosistema di questa specie protetta, fondamentale per la biodiversità.

Attraverso dei sensori infrarossi connessi al cloud, è possibile tracciare i movimenti delle api in modo da identificare fattori che possano danneggiare la colonia di insetti. Inoltre, i dati raccolti con l’IoT possono essere analizzati anche in ottica di Business Intelligence, per comparare i vari alveari in termini di produttività o identificare i fattori che determinano il successo dei diversi apicoltori (alcune società mettono a disposizione vere e proprie dashboard aggiornate in tempo reale per tracciare lo stato di salute degli alveari e la loro produttività).

In un’ottica più generale infine, studiare i dati raccolti da questi sensori può permettere l’identificazione di pattern ricorrenti nei movimenti delle api, impiegabili sia per la ricerca scientifica sia per il business, poiché utili per ottimizzare il processo di impollinazione, essenziale per migliorare la produttività agricola, oltre che per la salvaguardia della vegetazione (le api mellifere sarebbero fondamentali per l’impollinazione di oltre l’85% delle colture agricole[3]).

Questi sono solo alcuni dei modi in cui è possibile sfruttare le tecnologie fornite dall’IoT e dall’Intelligenza Artificiale per la difesa dell’ambiente, ma le possibilità offerte da questi strumenti nel campo della sostenibilità sono davvero molteplici e nei prossimi anni potrebbero rappresentare un aiuto sempre più concreto e determinante per la salvaguardia del nostro pianeta.

[1] National Geographic Society (2020). Cheetahs: On the Brink of Extinction, Again

[2] The South African (2018). Game reserve reduces poaching by 96%, after making eight huge changes

[3] FAO (2018). Why bees matter: The importance of bees and other pollinators for food and agriculture

Andrea Bergonzi

Sono laureato in Economia, Finanza e Mercati Internazionali presso l’Università Cattolica di Milano. Prima di terminare gli studi, ho ricoperto il ruolo di analista dei mercati finanziari presso una società di consulenza e ho collaborato come Research Editor con una società di Singapore. Dal 2020 sono membro di Dataskills, dove mi occupo di Data Science e Business Intelligence.

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Andrea Bergonzi

Sono laureato in Economia, Finanza e Mercati Internazionali presso l’Università Cattolica di Milano. Prima di terminare gli studi, ho ricoperto il ruolo di analista dei mercati finanziari presso una società di consulenza e ho collaborato come Research Editor con una società di Singapore. Dal 2020 sono membro di Dataskills, dove mi occupo di Data Science e Business Intelligence.