Golfo di Napoli, AI per il monitoraggio marino
Nel Golfo di Napoli, la Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN) ha avviato il monitoraggio robotizzato del plancton con l’installazione dell’Imaging FlowCytobot (IFCB), segnando la prima applicazione di questa tecnologia nel Mar Mediterraneo. Il sistema, sviluppato da McLane Research Laboratories, introduce un nuovo paradigma per l’osservazione ad alta frequenza degli ecosistemi marini, combinando microscopia automatizzata e analisi in tempo reale dei dati biologici.
Il punto centrale dell’iniziativa riguarda l’introduzione di un sistema in grado di automatizzare campionamento, conteggio e identificazione degli organismi planctonici, superando i limiti dei metodi tradizionali basati su analisi manuali e successivi passaggi di laboratorio. Il fitoplancton, componente autotrofa del plancton, rappresenta infatti un elemento chiave degli equilibri oceanici, contribuendo in modo significativo alla produzione di ossigeno e all’assorbimento di anidride carbonica.
Il sistema IFCB è installato sulla boa elastica Meda B della SZN, una piattaforma dotata di alimentazione a pannelli solari, stazione meteorologica e sensori per il monitoraggio di temperatura, salinità e correnti. Il dispositivo analizza continuamente l’acqua di mare, acquisendo fino a 30.000 immagini ad alta risoluzione ogni ora, trasformando di fatto la piattaforma in un laboratorio automatico in mare aperto.
L’elemento tecnologico distintivo è l’integrazione con sistemi di Intelligenza Artificiale e machine learning, che consentono l’elaborazione automatica delle immagini e l’identificazione delle specie, delle forme e delle dimensioni degli organismi.
Questo approccio permette un monitoraggio continuo della biodiversità marina con una risoluzione temporale nell’ordine delle ore, particolarmente rilevante per l’analisi delle dinamiche ecologiche e delle risposte agli stress ambientali.
“Imaging FlowCytobot è un punto di svolta fondamentale,” spiega la ricercatrice della SZN Leonilde Roselli. “Ci permette di osservare le risposte del plancton alle variazioni ambientali su scale temporali estremamente ridotte, nell’ordine delle ore. Sono proprio queste le scale ecologicamente rilevanti per comprendere come le comunità si organizzano e gli ecosistemi reagiscono agli impatti antropici e ai cambiamenti climatici. Lo strumento permette inoltre di approfondire le dinamiche di successione e le fioriture di singole specie – incluse quelle potenzialmente tossiche –, di analizzare i diversi stadi di sviluppo e le interazioni biologiche che ne regolano l’organizzazione. Si tratta di un’innovazione che ha già rivoluzionato lo studio della biodiversità marina e del funzionamento degli ecosistemi.”
Il progetto rappresenta un’attività multidisciplinare che coinvolge ricercatori e tecnici della SZN. Il coordinamento scientifico è stato affidato a Leonilde Roselli ed Emilie Houliez, mentre l’analisi della biodiversità e il riconoscimento tassonomico delle specie sono stati curati da Diana Sarno con il supporto di Eleonora Scalco e Melponemi Mente. L’integrazione tecnologica del sistema sulla piattaforma Meda B è stata gestita da Augusto Passarelli e Simonepietro Canese, mentre la messa in opera in mare ha coinvolto il personale tecnico composto da Francesco Terlizzi, Davide Errico, Roberto Gallia, Marco Cannavacciuolo, Claudio Iorio e Vincenzo Rando, con il supporto manageriale di Teresa Romeo.
L’installazione dell’IFCB rafforza il posizionamento della SZN nel monitoraggio marino ad alta frequenza nel Mediterraneo, contribuendo allo sviluppo di strumenti avanzati per lo studio degli ecosistemi e delle loro risposte ai cambiamenti climatici e agli impatti antropici.
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