Quando un cane deve apprendere più odori target, la modalità con cui questi vengono organizzati durante l’addestramento può influire non soltanto sull’acquisizione iniziale, ma anche sulla capacità di rispondere correttamente a varianti mai incontrate prima. Il punto, tuttavia, è comprendere che acquisizione, generalizzazione e competenza operativa non sono sinonimi e non possono essere valutate attraverso un unico indicatore.
Lo studio di S. A. Kane e collaboratori, pubblicato nel giugno 2025 su Applied Animal Behaviour Science, affronta questo problema confrontando tre paradigmi applicati a cani da rilevamento di esplosivi. Il lavoro è particolarmente interessante perché non si limita a chiedere quanto velocemente il cane impari gli odori presentati, ma verifica anche che cosa accada quando viene esposto a varianti appartenenti alle stesse classi.
Tre modi diversi di organizzare l’apprendimento
La ricerca ha coinvolto 22 cani, assegnati casualmente a tre gruppi. Gli animali sono stati addestrati su quattro classi di materiali: esplosivi plastici basati su RDX, cordoni detonanti basati su PETN, nitrato d’ammonio e varianti del TNT.
Nel paradigma sequenziale, ogni cane affrontava una variante alla volta e doveva raggiungere il criterio previsto prima di passare alla successiva. Nel paradigma della miscela, la prima esperienza riguardava una sorgente composta da una variante di ciascuna delle quattro classi. Nel paradigma inter-mixed, una variante di ogni classe veniva presentata separatamente, ma all’interno delle stesse sessioni: il cane doveva quindi alternare target differenti senza che fossero fisicamente miscelati.
Dopo una prima fase, i cani sono stati sottoposti a test con un’altra variante di ciascuna classe e hanno proseguito l’addestramento fino al raggiungimento del criterio su otto odori. Terminata l’acquisizione, la generalizzazione è stata valutata attraverso altre 14 varianti non precedentemente addestrate.
Acquisire più rapidamente non significa generalizzare meglio
Il numero medio di sessioni necessario per raggiungere il criterio sugli otto odori fu pari a 87 nel gruppo sequenziale, 86 nel gruppo addestrato con la miscela e 67 nel gruppo inter-mixed. Sebbene il valore osservato nel terzo gruppo fosse numericamente inferiore, l’effetto del paradigma sulla durata dell’acquisizione non risultò statisticamente significativo. Non possiamo quindi concludere che l’inter-mixed renda automaticamente più veloce l’apprendimento.
L’effetto più interessante emerse nella generalizzazione. I cani del gruppo inter-mixed risposero più frequentemente ad alcune varianti non addestrate di TNT, esplosivi plastici e materiali basati su PETN rispetto agli animali degli altri gruppi. Per le varianti del TNT, la risposta raggiunse il 72% nell’inter-mixed, contro percentuali comprese tra il 25% e il 28% negli altri due paradigmi.
Questo vantaggio non interessò però tutte le varianti. Anche i cani addestrati in modalità inter-mixed non raggiunsero una competenza soddisfacente verso numerosi nuovi campioni, in particolare in alcune varianti basate su PETN e negli esplosivi plastici. La miscela e il sequenziale, inoltre, non mostrarono differenze significative tra loro nella capacità di generalizzare.
Generalizzazione e competenza operativa non coincidono
Per acquisizione intendo l’apprendimento dei target direttamente inseriti nel programma e il raggiungimento del criterio stabilito su quegli odori. La generalizzazione indica invece la risposta a una variante non addestrata che condivide determinate caratteristiche con un target conosciuto. La competenza operativa richiede qualcosa di più ampio: una prestazione affidabile in presenza di campioni, contenitori, quantità, interferenze, ambienti e condizioni di ricerca differenti.
Il fatto che un cane riconosca alcune varianti nuove non dimostra che sia in grado di rilevare ogni possibile firma olfattiva appartenente alla stessa categoria. Una classe merceologica o chimica non corrisponde necessariamente a un’unica immagine odorosa stabile. Formulazione, purezza, additivi, contaminanti, processi produttivi, invecchiamento, confezionamento e condizioni ambientali possono modificare il profilo dei composti organici volatili disponibile al cane.
Gli autori hanno analizzato questo aspetto attraverso un modello di regressione PLS basato sui dati relativi ai composti organici volatili. I risultati indicano che i VOC caratteristici esclusivamente di alcune varianti nuove erano associati a una generalizzazione più bassa. Quando un campione presentava elementi odorosi poco rappresentati o assenti nell’esperienza precedente, la risposta poteva diminuire anche se il materiale apparteneva formalmente alla stessa classe.
Il prezzo potenziale di una maggiore apertura della risposta
Lo studio riporta falsi allarmi pari al 7% nel gruppo inter-mixed, al 4% nel gruppo addestrato con la miscela e al 2% nel gruppo sequenziale. Gli autori definiscono quello dell’inter-mixed un incremento contenuto, ma rilevante quando si considera il rapporto tra sensibilità verso nuove varianti e specificità della segnalazione.
Queste percentuali appartengono alle condizioni sperimentali dello studio. Non rappresentano tassi operativi universali e non permettono, da sole, di stabilire quale paradigma sia migliore per ogni impiego. Indicano però che l’aumento della generalizzazione deve essere valutato insieme alla capacità di mantenere sotto controllo le risposte verso sorgenti non target.
Un programma non dovrebbe essere giudicato soltanto dal numero di nuovi campioni riconosciuti. Hit, miss e falsi allarmi misurano aspetti diversi e devono rimanere separati. Un aumento degli hit perde parte del proprio valore se viene accompagnato da una crescita non controllata delle segnalazioni errate; nello stesso modo, un tasso molto basso di falsi allarmi non è sufficiente se il cane omette varianti importanti del target.
Le domande da portare nella progettazione
Nella progettazione di un programma multi-target, questo studio mi porta a chiedere quali varianti rappresentino realmente la diversità odorosa della classe, quali debbano essere alternate nella stessa sessione e quali sia preferibile introdurre in momenti differenti. È inoltre necessario domandarsi se i campioni utilizzati condividano effettivamente i VOC sui quali vogliamo costruire la generalizzazione oppure se espongano il cane a firme troppo ristrette.
Occorre anche valutare come inserire campioni nuovi non premiati, prove di generalizzazione e controlli negativi senza confondere l’apprendimento con la verifica. Se ogni nuovo campione viene immediatamente rinforzato, diventa difficile distinguere la generalizzazione spontanea dall’acquisizione prodotta durante il test. Se le prove non rinforzate vengono utilizzate senza controllo, possono comparire altri effetti sull’aspettativa e sulla motivazione. Sono questioni da verificare nel progetto sperimentale, non prescrizioni valide in ogni situazione.
Lo studio riguarda specificamente gli esplosivi. Non considero corretto trasferirne automaticamente le conclusioni ai narcotici o ad altre discipline olfattive: ciascun settore presenta materiali, variabilità chimica, disponibilità dei campioni e criteri operativi differenti, per i quali servono evidenze dedicate.
L’inter-mixed appare quindi promettente per ampliare la risposta verso alcune varianti, ma non elimina la necessità di un addestramento esplicito sui campioni che possiedono firme olfattive differenti. La domanda operativa conclusiva è questa: nel vostro programma state verificando soltanto se il cane riconosce gli odori addestrati, oppure state misurando separatamente generalizzazione, omissioni e falsi allarmi su varianti realmente nuove?
L’autore
Francesco Piliego è CEO di FP GROUP SRL, azienda specializzata in servizi cinofili professionali per la sicurezza, la difesa e l’ambiente. Ex specialista delle unità cinofile antiesplosivo della Polizia di Stato, è formatore, autore ed esperto in detection. Svolge attività di divulgazione attraverso podcast su Spotify ed è autore e proprietario del canale YouTube @francescopiliegoreal, che ha superato le 100.000 visualizzazioni. Attraverso la formazione, la divulgazione e l’esperienza operativa contribuisce allo sviluppo di unità K9 preparate, affidabili e adeguate ai diversi contesti d’impiego.
Fonte scientifica
Kane, S. A., Cupp, G. N., Rogers, B., Copeland, D., Collins-Pisano, C., Davis-Miller, J., Lazarowski, L., Waggoner, P., Aviles-Rosa, E. O., Denapoli, J., Prada-Tiedemann, P. A. e Hall, N. J. (2025). “Effects of training paradigm on dogs’ (Canis familiaris) acquisition and generalization of odors when trained with multiple explosives classes”. Applied Animal Behaviour Science, 287, 106638. https://doi.org/10.1016/j.applanim.2025.106638