Fisici, ingegneri e biologi uniti per monitorare in tempo reale la “voce” del mare

Il progetto VONGOLA – acronimo di Visual and nOise-eNhanced AI Analysis for Marine Biodiversity MonitorinG, Observation and LeArning – segna una svolta nella ricerca scientifica sul monitoraggio acustico marino. Nato dalla collaborazione tra il Centro Siciliano di Fisica Nucleare e di Struttura della Materia (CSFNSM), l’Università di Catania, l’Università Mediterranea di Reggio Calabria e l’azienda Nadir Byte, rappresenta il primo sistema in Europa capace di analizzare in tempo reale la fauna marina lungo la dorsale jonica.

L’obiettivo è ambizioso: una tutela non invasiva ed efficiente degli ecosistemi del Mare Nostrum, grazie all’integrazione di sensori acustici e algoritmi di intelligenza artificiale in grado di riconoscere e classificare suoni naturali e antropici.

Un laboratorio naturale nel cuore del Mediterraneo

“Il Mar Mediterraneo è come un grande laboratorio per il monitoraggio sottomarino – spiega la professoressa Alessia Tricomi, direttrice del CSFNSM e coordinatrice del progetto –. Un luogo in cui fare ricerca d’avanguardia e sviluppare tecnologie innovative a servizio dell’ambiente e della tutela della biodiversità. Vongola usa tecnologie avanzate per registrare e interpretare i segnali antropici, biologici e geofisici dei fondali, con lo scopo di comprendere l’impatto delle attività umane sugli ecosistemi marini e trasformarli in conoscenza utile alla conservazione”.

Infrastruttura tecnologica senza precedenti

La rete di VONGOLA coinvolge oltre 30 ricercatori e tecnici tra fisici, ingegneri e biologi marini. Si estende su circa 40 chilometri di cavi, fino a 2.100 metri di profondità, collegando tre siti pilota: il porto di Catania, lo Stretto di Messina e l’Area Marina Protetta del Plemmirio.

Elemento distintivo del progetto è il Distributed Acoustic Sensor (DAS) installato sul cavo elettro-ottico dell’INFN al porto di Catania: un sistema che, grazie alla tecnologia laser, suddivide la fibra in migliaia di punti di ascolto virtuali, come una catena di microfoni sottomarini. Il dispositivo rileva suoni di diversa origine – dal passaggio delle navi alle vocalizzazioni dei cetacei – producendo mappe spaziotemporali dell’ambiente acustico.

Dai gamberetti ai cetacei: la voce del mare diventa conoscenza

La potenza dei sensori è tale da captare il crepitio dei gamberetti e il rumore delle navi a chilometri di distanza. I dati raccolti vengono analizzati in tempo reale attraverso modelli di IA e visione artificiale capaci di identificare specie marine e comportamenti, correlando suoni e immagini per generare dataset etichettati e dashboard interattive.

“VONGOLA è un esperimento piccolo, ma anche un piccolo grande miracolo – racconta Giorgio Riccobene, ricercatore INFN e associato del CSFNSM –. In un solo anno abbiamo installato tre dispositivi diversi e complementari. Stiamo sviluppando algoritmi in grado di distinguere il suono delle navi, quello geofisico e quello dei cetacei, per restituire indicazioni immediate su ciò che accade sott’acqua”.

Tre siti per comprendere il Mediterraneo

• A Catania, il DAS del CSFNSM fornisce una visione ad alta risoluzione del paesaggio acustico marino, distinguendo in tempo reale i suoni antropici da quelli biologici.
• Nello Stretto di Messina, l’Osservatorio NOEL ospita la prima stazione multiparametrica cablata: un idrofono, una telecamera e una sonda ambientale monitorano temperatura, salinità e correnti in un contesto di forte dinamismo marino.
• Nel Plemmirio, infine, una stazione autonoma con sensore acustico e telecamera opera come prototipo per le aree marine protette, testando una rete modulare e replicabile.

In parallelo, è stato sviluppato un prototipo di allevamento di mitili offshore, per studiare l’impatto delle correnti sulle coltivazioni e promuovere acquacoltura sostenibile.

Dalla sperimentazione alla conservazione

Avviato nel luglio 2024, il progetto si concluderà il 31 ottobre 2025, ma le sperimentazioni proseguiranno per consolidare le tecnologie e ampliare l’infrastruttura. Attualmente è in corso la fase di validazione e calibrazione dei dati, con l’obiettivo di fornire indicatori utili alle politiche di tutela e strumenti predittivi per la gestione delle aree marine.

VONGOLA è finanziato nell’ambito di un bando a cascata del Centro Nazionale per la Biodiversità (NBFC – NextGenerationEU), Spoke 1 Università di Palermo, e si propone come modello replicabile per la protezione del Mediterraneo e degli ecosistemi globali.

Progetto e partnership

Il Progetto Vongola è coordinato dal CSFNSM, in partnership con l’Università di Catania, l’Università Mediterranea di Reggio Calabria e l’azienda Nadir Byte srl.
La collaborazione multidisciplinare tra enti di ricerca e imprese tecnologiche conferma il ruolo strategico della Sicilia nel panorama della ricerca marina internazionale, punto d’incontro tra innovazione e sostenibilità.