Per approfondire la conoscenza della biologia, ecologia ed evoluzione delle specie e supportare gli sforzi di conservazione di quelle minacciate di estinzione, l’utilizzo di dati GPS ad alta risoluzione e dei metodi di tracciamento tradizionali si rivela essenziale. Tuttavia, il monitoraggio della fauna selvatica comporta numerose sfide, soprattutto per i ricercatori e gli ingegneri elettronici impegnati nello sviluppo di dispositivi indossabili capaci di raccogliere dati fisiologici precisi sugli animali, inclusi movimenti, comportamenti e uso dell’habitat.
Alexandro Catini, Professore Associato del Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma Tor Vergata, racconta del monitoraggio elettronico della fauna selvatica in questa intervista per la Società Italiana di Elettronica.
“Le soluzioni tecnologiche devono adattarsi a esigenze specifiche delle diverse specie, rendendo impraticabile una soluzione universale. Ad esempio, i vertebrati ectotermici terrestri, come i rettili, dipendono fortemente dal loro ambiente e da adattamenti comportamentali specifici per regolare la temperatura corporea. Molto spesso, gli ambienti impervi in cui vivono questi animali, rendono difficile la completa caratterizzazione delle loro strategie comportamentali che, dal punto di vista ecologico, sono importanti per poter attuare soluzioni per la salvaguardia delle specie in via di estinzione. I metodi tradizionali per il tracciamento dei rettili spesso non riescono a fornire risultati efficaci a causa di limitazioni nelle dimensioni, nella tecnologia, nella quantità di energia e nelle capacità di trasmissione dei dati che il dispositivo dovrebbe avere. Pertanto, è essenziale implementare nuove e avanzate soluzioni tecnologiche per un monitoraggio efficace della fauna selvatica, in particolare proprio dei rettili”.
Per rispondere a queste esigenze, Alexandro Catini, in collaborazione con l’Ing. Massimiliano De Luca dell’Istituto di Ingegneria del Mare del CNR e il Prof. Pierpaolo Loreti del Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma Tor Vergata, ha sviluppato un dispositivo di tracciamento innovativo. Questo strumento, caratterizzato da un design integrato e da un basso consumo energetico grazie a un sistema di ricarica solare ottimizzato, è in grado di fornire dati GPS accurati su lunghe distanze tramite comunicazione LoRa (Long Range). Inoltre, consente il monitoraggio in tempo reale di parametri vitali essenziali dell’animale, come la frequenza respiratoria e il battito cardiaco, indicatori fondamentali per valutare lo stato di salute e i livelli di stress degli animali nel loro habitat naturale.
Oltre ai dati fisiologici, il dispositivo sviluppato misura parametri ambientali che potrebbero influenzare il comportamento e lo stato di salute degli animali, tra cui temperatura, umidità e pressione atmosferica. È inoltre in grado di rilevare composti organici volatili, offrendo una caratterizzazione chimica completa dell’ambiente circostante.
“Dato che i rettili dipendono molto dall’esposizione al sole per regolare la propria temperatura corporea, il dispositivo monitora e valuta anche il livello di radiazione solare assorbita dagli animali durante i periodi di esposizione al sole. Questo contribuisce alla raccolta dei dati essenziali per comprendere le loro strategie di termoregolazione. Il dispositivo integra anche un sistema per monitorare i livelli di rumore ambientale, che consente di identificare quali sono i potenziali fattori di stress presenti nell’ambiente naturale degli animali, come l’attività antropica o l’eventuale minaccia da parte di predatori. Integrando questi dati in un’unica piattaforma, i ricercatori ottengono una visione più completa dell’ecologia e del comportamento delle specie, favorendo una comprensione olistica del loro adattamento all’ambiente”.
Quali sono le applicazioni di questo tracciamento elettronico?
Una prima versione di questo dispositivo è già stata impiegata con successo sull’iguana rosa delle Isole Galapagos. Venti iguane rosa delle Galápagos sono monitorate giorno e notte attraverso dispositivi, dotati di GPS, installati direttamente sull’animale. Il sistema è stato sviluppato e realizzato nell’ambito del programma “Uncovering Excellence”, finanziato dall’Università Roma Tor Vergata.
“Abbiamo sviluppato un sistema avanzato di rilevamento e trasmissione che consente di raccogliere dati sui movimenti delle singole iguane e su vari parametri ambientali. L’area in cui vive l’iguana rosa, situata a circa 1700 metri di altitudine sul vulcano Wolf, è estremamente isolata e di difficile accesso, rendendo impraticabile un’osservazione diretta e continuativa degli animali. Le informazioni indispensabili vengono quindi acquisite indirettamente tramite tecniche di tracking. I dispositivi, installati sulle iguane nel settembre del 2019, erano equipaggiati con GPS e una micro-radio che trasmette i dati a un ricevitore capace di inoltrarli direttamente ai server dell’Università di Roma Tor Vergata e del Parco Nazionale delle Galápagos tramite connessione satellitare”.
Questa innovazione tecnologica ha attirato grande interesse, incluso quello della star di Hollywood Leonardo Di Caprio, che ha dedicato un post su Instagram alle iguane rosa, evidenziando il notevole lavoro di ricerca e sviluppo svolto dall’Università di Tor Vergata per la tutela di questa specie rarissima.
Per i più curiosi, invitiamo a visitare la pagina dell’Università di Roma Tor Vergata (https://web.uniroma2.it/contenuto/leonardo-dicaprio-nuovo-fan-delle-nostre-iguane-rosa).
Il Prof. Alexandro Catini ha anticipato, inoltre, che una nuova versione di questo dispositivo di tracciamento elettronico verrà testata su un’altra specie di iguana gravemente minacciata delle Isole Cayman (SIRI: Cyclura nubila caymanensis). Questa nuova versione avrà dimensioni ancora più ridotte e integrerà numerosi altri sensori ottici, termici ed acustici per un completo monitoraggio della fisiologia dell’animale.
Qual è il ruolo dell’Ingegnere Elettronico nel tracciamento della fauna?
“L’impiego di tecnologie a basso consumo energetico, unite a fonti di energia rinnovabile, è una soluzione strategica per mantenere operativi i dispositivi di monitoraggio sul campo per periodi estesi. Questo approccio permette di raccogliere dati continuativi e di alta qualità, fondamentali per sviluppare strategie di conservazione a lungo termine basate su conoscenze solide. I dispositivi così alimentati possono seguire il comportamento degli animali in modo discreto e senza interruzioni, riducendo al minimo l’impatto sull’ambiente naturale e sugli stessi soggetti monitorati. L’integrazione di sensori multipli e sistemi di comunicazione a lungo raggio in un dispositivo compatto rappresenta, inoltre, una svolta significativa nel campo del monitoraggio ecologico. Grazie alla miniaturizzazione e all’ottimizzazione della tecnologia, è oggi possibile raccogliere informazioni dettagliate, come posizione GPS, attività comportamentale e parametri fisiologici, il tutto con un ingombro minimo. Questa sinergia tra tecnologia avanzata e ricerca accademica contribuisce non solo alla tutela delle specie in pericolo ma anche a una comprensione più completa delle dinamiche ambientali e delle interazioni tra gli animali e il loro habitat”.
