Robotica sottomarina: il progetto ARAMIS
Nuovi dispositivi tecnologici per la visione,  il campionamento e il rilevamento dei fondali		L'isola di Milos, nell'arcipelago delle Cicladi, Mar Egeo

I ROV in aiuto delle scienze marine
Lo sviluppo recente delle scienze marine ha motivato la realizzazione di una serie di veicoli sottomarini in grado di trasportare e gestire dispositivi per la visione, il campionamento, il rilevamento e la raccolta di dati (chimici, fisici, biologici) della colonna d'acqua e dei fondali.

A tutt'oggi, la maggioranza di queste operazioni vengono svolte con tecniche di campionamento tradizionale, ovvero calando in acqua, direttamente dalla superficie, le attrezzature per la raccolta dei campioni. Queste tecniche presentano tuttavia non pochi problemi: sono relativamente inefficienti; non è possibile associare precisamente i campioni con le caratteristiche dei siti marini; non sono ripetibili e sono soggette ad un alto grado di impatto ambientale.

Da questo punto di vista, l'impiego di veicoli sottomarini teleoperanti in grado di navigare verso il sito prescelto e raggiungere l'obiettivo con precisione, di trasportare delicati strumenti scientifici per analisi e campionamento, di eseguire le indagini e tornare alla base con dati e campioni risolve non pochi problemi; infatti negli anni Novanta hanno iniziato ad essere costruiti un certo numero di ROV (Remotely Operated Vehicle), espressamente progettati per impieghi scientifici.

Non sempre, tuttavia, questi veicoli sono facilmente accessibili agli scienziati marini, sia per il costo elevato che per i problemi logistici connessi alla loro messa a mare, navigazione ed ovviamente manutenzione. Infatti, in centri di ricerca oceanografici si avvalgono occasionalmente di ROV commerciali dalle medie prestazioni. E qui sorgono nuovamente le difficoltà. Infatti, proprio i problemi relativi alla scelta ed identificazione del sito oggetto della ricerca, alle caratteristiche di navigazione del veicolo, al funzionamento degli strumenti per l'osservazione, all'analisi ed al campionamento hanno messo a dura prova le capacità di questi ROV, poiché si tratta di operazioni che richiedono una qualità del sistema di gestione dell'informazione e un livello di controllo dell'impianto superiori a quelli dei normali veicoli sottomarini.

A questo complesso di problemi ed esigenze ha cercato di offrire una risposta un consorzio europeo formato da ricercatori robotici e scienziati marini che, grazie ad un finanziamento della Commissione Europea, ha progettato, costruito e testato una slitta (skid) di strumenti intelligenti che potrebbe essere installata su un normale ROV commerciale facendone così un veicolo da ricerca.

ARAMIS, questo è il nome del progetto europeo, ha concluso con successo le prove finali, lo scorso settembre, analizzando e campionando gli affascinanti siti geotermici, i venti termali dell'isola greca di Milos, nel mare Egeo.

Isola di Milos: recupero di Romeo con installato il Core Skid di Aramis dopo una missione

Victor, Romeo e ARAMIS

Il sistema ARAMIS è costituito da un modulo sottomarino, una slitta con strumentazione che viene installata sotto al veicolo, e da una console di comando che si interfaccia con il sistema di controllo di superficie del ROV e che serve a governarne la navigazione.

I ROV impiegati nel progetto sono due noti robot sottomarini da ricerca: Victor6000, il ROV di profondità della francese IFREMER, e il robot di medie dimensioni Romeo, dell'Istituto Automazione Navale (IAN) del CNR di Genova. Si tratta di veicoli robotizzati, quindi intelligenti, già dotati di per sé di slitta intercambiabile in grado di portare diversi tipi di strumenti, e che operano correntemente in mare in missioni complesse. Victor6000, varato nel 1998, è uno dei più potenti ROV del mondo, in grado di scendere a 6000 metri di profondità ed eseguire missioni di notevole difficoltà. Romeo, varato nel 1997 (descritto nel n. 13 di Ricerca & Futuro), è un sofisticato sistema per la ricerca robotica ma ha anche operato in reali missioni scientifiche in Antartide. Come tutori e madrine di ARAMIS, è ovvio, sono stati scelti due avanzati ROV per provare tutte le possibilità del sistema e per assicurare che l'intelligenza dei due veicoli assistesse lo skid (slitta) di strumenti in ogni fase delle prove.

Isola di Milos: un vento termale su un fondale di cento metri visto sullo schermo dell'ecoscandaglio del Philia

L'integrazione ARAMIS-ROV ha permesso di operare in mare rispondendo alle principali richieste degli scienziati marini: un'alta qualità delle riprese video, una grande precisione nel movimento, la possibilità di portare diversi payload e la capacità di acquisire ed elaborare diversi tipi di dati e campioni. Gli scienziati hanno potuto pilotare i ROV con la slitta e svolgere la missione scientifica in modo efficiente, affidabile e ripetibile.

I due veicoli sono stati pilotati in modo manuale, semi-automatico ed automatico, a seconda delle operazioni e delle attività richieste. Il pilotaggio manuale è stato utilizzato per la raccolta di campioni di sedimenti e in caso di situazioni di emergenza. I modi semi-automatico e automatico sono stati impiegati per raggiungere i siti desiderati durante la normale navigazione del veicolo e l'ispezione dei siti mediante traiettorie predefinite.

Sebbene ARAMIS sia stato progettato per ROV di medie dimensioni, allo scopo di poter operare su ROV di ogni tipo (sia grandi che medi), il progetto ha previsto due slitte: una, quella centrale (core skid), che contiene gli strumenti tecnici e scientifici fondamentali ed il loro sistema di controllo e acquisizione dati (DACS); ed un'altra più grande (large skid), nella quale può essere installato il core skid e che può contenere altri strumenti per navigazione e batimetria, nonché sistemi di campionamento e carotaggio del fondale. Il core skid è una struttura di alluminio che contiene i dispositivi tecnologici e gli strumenti scientifici per le ricerche pelagiche e bentiche. Il sistema è modulare, permette cioè diverse configurazioni di strumenti ed anche l'aggiunta, nel futuro, di nuovi sensori. Il large skid è stato montato su Victor6000, il core skid su Romeo.

Le attività di ricerca e di progettazione hanno coinvolto i partner in tre anni di lavoro e li hanno portati in diversi siti per i test: prima a Genova, presso il laboratorio del Reparto Robotica del CNR-IAN, dove è stata realizzata l'integrazione dei vari sottosistemi e sono state effettuate le prove del sistema ARAMIS-Romeo, grazie al simulatore "Underwater Virtual World" messo a punto dai ricercatori del Reparto stesso; poi a Tolone, dove lo skid completo è stato integrato e installato su Victor; infine in Grecia per le prove finali del progetto basate sull'impiego di Romeo.

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