Armato di una nuova laurea in geologia, Jasper Baur è nel settore minerario. Non quelle miniere dove estraiamo metalli o minerali; il tipo che uccide e mutila migliaia di persone ogni anno. Baur e colleghi stanno cercando di dimostrare che i sensori geofisici nati dai droni sono già utilizzati in campi come la geologia dell'esplorazione, vulcanologia e archeologia possono essere applicate per individuare ed eliminare in modo più efficiente questi pericoli mortali

Come matricola alla Binghamton University di New York nel 2016, Baur ha iniziato a lavorare con due professori di geofisica, Alex Nikulin e Timothy de Smet, esaminare l'impiego di droni dotati di strumenti per accelerare il lento, compito pericoloso di trovare mine antiuomo. Baur è rimasto fedele alla ricerca fino al college; ora studente universitario in vulcanologia al Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University, lo sta ancora perseguendo.

"Sembrava un uso della scienza davvero rilevante e di grande impatto, " ha detto. "Ha un aspetto umanitario, e questo è sicuramente ciò che mi motiva nella mia ricerca."

Le mine e altri ordigni inesplosi sono una minaccia mondiale; si pensa che circa 100 milioni di dispositivi siano attualmente sparsi in dozzine di paesi. Oltre a vietare i viaggi sia nelle aree di guerra che in quelle postbelliche, agricoltura o altro, hanno causato almeno 5, 500 vittime registrate nel 2019; i totali in molti anni precedenti sono stati molto più alti. Circa l'80% delle vittime sono civili, e di quelli, quasi la metà sono bambini. Nell'ultima decade, mine sono state dispiegate in almeno 15 paesi:Afghanistan, Colombia, India, Iran, Israele, Libia, Birmania, Nigeria, Corea del nord, Pakistan, Siria, Tailandia, tunisino, Ucraina e Yemen. Questo, nonostante il fatto che più di 160 nazioni abbiano firmato una convenzione del 1997 per vietarne lo stoccaggio o l'uso (grandi eccezioni:Stati Uniti, Russia e Cina).

Coloro che posano mine raramente tornano per bonificarle. Questo generalmente spetta alle organizzazioni umanitarie senza scopo di lucro, che per lo più li trovano alla vecchia maniera:a piedi, spazzare lentamente i siti sospetti con magnetometri o altri strumenti portatili. Trovare e disarmare una singola mina richiede molto tempo, e costa circa $ 300 a $ 1, 000. "E, Certo, è pericoloso, " nota Bau.

Entra in droni sempre più convenienti e sofisticati e sensori geofisici miniaturizzati. Il primo obiettivo del team di Binghamton:la miniera PFM-1 di fabbricazione russa, un dispositivo di soli cinque pollici di diametro, fatto in gran parte di plastica, e a forma di farfalla. Progettato per essere lanciato dall'aria in grandi quantità, svolazzano dolcemente a terra come stormi di uccelli, e aspetta gli incauti. Progettato principalmente per mutilare, non uccidere, sono difficili da individuare con un magnetometro, perché contengono poco metallo. E poiché assomigliano a giocattoli di plastica, molti bambini li gestiscono, e farti esplodere. Rimangono negli arsenali di vari paesi, ma l'Afghanistan è il punto zero per loro. Si stima che circa 10 milioni potrebbero ancora spargere nel paese, molti nemmeno per i recenti combattimenti, ma dall'occupazione russa del 1979-1989. Hanno ucciso o ferito più di 30, 000 afgani. Più recentemente, si sono presentati lungo il confine violentemente conteso dell'Ucraina con la Russia.

Per effettuare esperimenti, il team ha acquistato alcune dozzine di PFM-1 da un sito di collezionismo militare, ovviamente disarmato, i loro interni liquidi esplosivi drenati e riempiti con un olio inerte. Hanno sparso le miniere in una varietà di paesaggi nel campus e nel vicino Chenango Valley State Park, compresa l'erba, sabbia e terreno innevato. Poi hanno inviato droni per esplorare vari modi per individuarli, visivamente o in altro modo. Per simulare il terreno pietroso di alta montagna afghano dove si trovano più spesso le miniere, hanno ottenuto il permesso dal parco statale per minare un abbandonato, vecchio parcheggio in asfalto parzialmente diroccato.

Un viale fruttuoso, hanno trovato, era l'imaging termico; al mattino presto e alla fine della giornata, le miniere si riscaldano o si raffreddano a velocità diverse rispetto al materiale circostante. Nelle prime prove, hanno dimostrato di poter trovare circa tre quarti dei PFM-1 osservando manualmente le differenze di temperatura su un computer. Hanno anche provato spettri di luce visibile e infrarossa per individuare visivamente le miniere, con analogo successo. Il team ammette che questo non è abbastanza buono per i droni per sostituire le squadre di terra, ma potrebbe restringere rapidamente le posizioni e i layout dei campi minati. (Volando a 10 metri sopra la superficie, un drone può rilevare un appezzamento di 10 x 20 metri, la dimensione tipica di un singolo campo minato PFM-1 ellissoidale, in tre minuti e mezzo.)

Più recentemente, al fine di migliorare il tasso di rilevamento, il team ha iniziato a utilizzare l'apprendimento automatico, addestrando i loro computer a riconoscere le varie caratteristiche delle miniere e a visualizzarle rapidamente. In un articolo appena pubblicato sul Journal of Conventional Weapons Destruction guidato da Baur e dall'ex compagno di studi Gabriel Steinberg, mostrano come l'intelligenza artificiale ha permesso loro di aumentare il tasso di rilevamento visivo di oltre il 90%.

Il gruppo ha anche esaminato l'individuazione di miniere di metallo sepolte tradizionali, mostrando che anche i droni dotati di strumenti aeromagnetici possono vederne alcuni, comprese le grandi mine anticarro. (Come molte altre munizioni, questi sono anche disponibili su siti di surplus militari, disarmato.) Stanno anche studiando come trovare l'ordinanza inesplosa sparata da lanciarazzi multi-barile.

Ora che sta studiando vulcanologia, Baur potrebbe non avere molto tempo per lo sminamento. Lavorando sotto il vulcanologo Lamont-Doherty Einat Lev, quest'estate si è recato al vulcano Okmok, nelle remote isole Aleutine dell'Alaska. Là, ha lavorato a un progetto per installare strumenti geofisici sul picco altamente attivo per misurare i cambiamenti nel livello del suolo, onde sismiche e altre proprietà, parte di un ampio, sforzo a lungo termine a Lamont per perfezionare la scienza ancora rozza della previsione di eruzioni pericolose.

Cosa c'entra la vulcanologia con le mine antiuomo? Niente, dice... e tutto. Alcuni strumenti e tecniche di analisi dei dati utili nello studio dei vulcani sono simili a quelli utili per il rilevamento delle mine. E, sempre più, i vulcanologi stanno schierando droni per ispezionare luoghi troppo pericolosi per essere percorribili a piedi. vulcanologia applicata, pure, è come sminare in quanto è finalizzato ad aiutare le persone a evitare lesioni o morte.

Intanto, Baur ha formato un'organizzazione, la comunità di ricerca sullo sminamento, con i suoi vecchi professori e Steinberg. Sono stati in contatto con, tra gli altri, professionisti dello sminamento presso la Croce Rossa e le Nazioni Unite. Diverse organizzazioni hanno già preso in considerazione l'utilizzo di droni per velocizzare il loro lavoro, ma finora ci sono state poche altre ricerche pubblicate, e nessun assorbimento. "Per ottime ragioni, la comunità dello sminamento è molto cauta. Sono riluttanti ad accettare nuovi metodi, " disse Baur. "Quindi devi davvero stabilire che funziona, e ci vorrà tempo".

Finora, Baur ha intravisto solo un vero campo minato, uno segnato, durante una visita in Israele. Infine, lui dice, "Vogliamo testare i nostri metodi su un vero campo minato. Non puoi spiegare tutto ciò che potresti incontrare in un ambiente artificiale. C'è molto più caos nel mondo reale".

Ora che i talebani hanno preso il controllo dell'Afghanistan, prenderebbe in considerazione l'idea di andare lì per fare le sue ricerche nel mondo reale? "Ehm, no". Ma c'è sempre l'Ucraina. "Abbiamo dei contatti lì, " Egli ha detto.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.