San Francisco Frontiers - Droni 3D per fondali Marini

L’enorme rete di cavi e infrastrutture sottomarine che trasporta oltre il 95 % del traffico globale di dati si estende per centinaia di migliaia di chilometri. La loro vulnerabilità e il valore ambientale dei fondali spingono la ricerca verso soluzioni di sorveglianza autonome. Le tecnologie più recenti uniscono veicoli senza equipaggio, sensori tridimensionali e algoritmi di intelligenza artificiale per creare una nuova generazione di droni subacquei. Questi apparati sorvegliano i fondali in modo continuo, ricostruiscono habitat e infrastrutture in 3D e possono restare in immersione per settimane.

Un aspetto fondamentale è la mappatura tridimensionale. Sensori laser LiDAR di nuova generazione emettono impulsi verdi che penetrano l’acqua torbida, restituendo nuvole di punti ad alta densità che descrivono con precisione fondali e barriere coralline. Una dimostrazione condotta al largo di Port Beach ha mostrato come un sistema LiDAR montato su drone potesse coprire un’intera barriera artificiale in un volo di dieci minuti e generare una nuvola di 47 punti per metro quadrato. La profondità del fondale era di tre metri e la precisione verticale è risultata entro cinque centimetri. La rapidità di elaborazione ha permesso di produrre modelli tridimensionali lo stesso giorno, senza ricorrere a sommozzatori o imbarcazioni.

Alcune start‑up hanno miniaturizzato le piattaforme. Il micro AUV Hydrus pesa circa sette chilogrammi, può essere lanciato da una sola persona e filma il fondale in 4K. Nelle missioni condotte sul reef di Hall Bank in Australia, tre unità hanno volato in pattern a “tosaerba” per produrre gemelli digitali ad alta risoluzione del substrato. Questa tecnica ha permesso di documentare sbiancamento e frammentazione di coralli e offre ai ricercatori una base per pianificare interventi di conservazione. Allo stesso tempo, grandi aziende stanno sperimentando digital twin oceanici: Fujitsu, ad esempio, ha integrato LiDAR e AI su veicoli autonomi per ricostruire copie digitali di scogliere coralline con precisione centimetri­ca. L’algoritmo corregge colori e contorni delle immagini riprese in corrente, consentendo misure tridimensionali accurate in tempo reale e mettendo a disposizione degli scienziati simulazioni per valutare l’impatto dei cambiamenti climatici.

La sorveglianza del cavo sottomarino richiede però sistemi con grande autonomia. L’azienda tedesca Euroatlas ha presentato Greyshark, un veicolo subacqueo a forma di squalo progettato per pattugliare le dorsali dei cavi e delle condotte energetiche. Questa piattaforma, lunga circa 8 metri e costruita in materiale composito per ridurre la firma elettromagnetica, è spinta da un motore elettrico silenzioso che utilizza un anello magnetico e una propulsione a bassa rumorosità. Greyshark raggiunge una velocità operativa di 10 nodi con punte oltre i 12 nodi e ha un’autonomia eccezionale: può viaggiare per oltre 1 100 miglia nautiche o restare in missione per cinque giorni a velocità di crociera, e riducendo la velocità a 4 nodi può restare in immersione fino a 16 settimane.

Il veicolo è equipaggiato con sonar a sintesi d’apertura, multibeam ad ampio spettro, telecamere, scanner LiDAR e sensori elettromagnetici. I dati di tutti i sensori vengono fusi a bordo tramite algoritmi di intelligenza artificiale; in caso di eventi critici, il sistema invia allarmi a terra, ma in condizioni normali opera in completa autonomia, riducendo i contatti per non essere individuato. Greyshark può navigare fino a 650 metri di profondità – espandibile a 4 000 metri – e operare in sciami coordinati, dividendo l’area da monitorare fra più unità. L’autonomia include il rifornimento tramite container standard da 40 piedi, che consente di trasportare e riciclare i veicoli ovunque. Il costruttore ha annunciato contratti con due ministeri della difesa europei per oltre cento milioni di euro per un impiego militare non armato e ha dichiarato che altri paesi europei e asiatici stanno valutando l’acquisto. L’interesse nasce dopo alcuni incidenti del 2024 che hanno danneggiato cavi nel Mar Baltico; l’Alleanza Atlantica ha avviato un’iniziativa di sorveglianza chiamata Baltic Sentry e diversi paesi stanno schierando droni subacquei, aerei e navali per proteggere le comunicazioni sottomarine.

Oltre al Greyshark, la ricerca sulla protezione delle infrastrutture si arricchisce di sistemi complementari. Il sistema trainato KATFISH utilizza un sonar a sintesi d’apertura per produrre immagini con risoluzione di due centimetri; può essere rimorchiato da navi o veicoli di superficie senza equipaggio e coprire fino a 3,5 chilometri quadrati l’ora. Software di mappatura 3D in tempo reale permette ai ROV tradizionali di navigare vicino a strutture marine e generare carte senza dover essere guidati dalla superficie. Altre soluzioni, come il ROV senza cavi EXRAY, vengono usate per ispezionare serbatoi e spazi confinati, dimezzando i tempi di intervento e migliorando la sicurezza degli operatori.

Nonostante questi progressi, resta ancora molto da esplorare. Secondo i dati aggiornati della NOAA, nel giugno 2025 solo il 27 % dei fondali oceanici era mappato con sonar ad alta risoluzione e meno dello 0,001 % del fondale profondo era stato visitato da esseri umani. L’iniziativa internazionale Seabed 2030 punta a mappare l’intero fondale entro il 2030 e sfrutta la cooperazione di governi, organizzazioni scientifiche e aziende tecnologiche. A fronte del cambiamento climatico e della crescente tensione geopolitica sui mari, la combinazione di droni subacquei, sensori 3D e intelligenza artificiale può quindi contribuire non solo a proteggere l’infrastruttura digitale globale, ma anche a migliorare la conoscenza degli ecosistemi e a promuovere uno sviluppo sostenibile.