Φsat-2 ottiene due nuove app basate sull'Intelligenza Artificiale
Φsat-2, il rivoluzionario CubeSat dell'ESA il cui lancio è previsto a giugno, sarà dotato di due nuove applicazioni basate sull'Intelligenza Artificiale destinate a svolgere un ruolo fondamentale nel futuro monitoraggio ambientale dallo spazio. Le app, che si concentrano sull'inquinamento marino e sugli incendi boschivi, sono state le vincitrici della OrbitalAI Challenge dell'ESA.
L'Intelligenza Artificiale si è già affermata come strumento di fondamentale importanza nell'Osservazione della Terra, aiutando a esaminare terabyte di dati satellitari per fornire informazioni utili a scienziati, organi decisionali e operatori commerciali.
La maggior parte dell'elaborazione delle informazioni da parte dell'Intelligenza Artificiale viene effettuata a terra una volta scaricati i dati, ma si possono ottenere vantaggi significativi dall'integrazione delle capacità di Intelligenza Artificiale sul satellite.
Il piccolo satellite Φsat-2 abbina una telecamera multispettrale a un potente computer con Intelligenza Artificiale che consente alle app dedicate di funzionare a bordo. Questo significa che, anziché trasmettere tutti i dati grezzi delle immagini, solo le informazioni essenziali elaborate dall'app vengono ritrasmesse a Terra, con vantaggi tangibili in termini di efficienza della trasmissione dei dati e rapidità del processo decisionale.
Quattro applicazioni erano già state selezionate per la missione e verranno pre-caricate sul satellite. Esse svolgono compiti come la rimozione delle nuvole dalle immagini della telecamera, la generazione di mappe stradali in risposta alle emergenze, il rilevamento e la classificazione delle imbarcazioni marine.
La corsa alle app spaziali
Un'altra caratteristica notevole di Φsat-2 è la possibilità di caricare nuove app una volta che il satellite è in orbita. Due applicazioni sono state selezionate per questa missione grazie alla OrbitalAI Challenge.
Lanciata nel febbraio dello scorso anno, l'OrbitalAI Challenge è stata un'entusiasmante opportunità per scienziati, start-up e grandi aziende per presentare proposte per applicazioni rivoluzionarie che sfruttassero le numerose possibilità di elaborazione dei dati in orbita.
Nicolas Longépé, Earth Observation Data Scientist dell'ESA, è stato il coordinatore del concorso: "Le proposte sono state valutate in base a criteri come il livello di creatività e originalità, la misura in cui risolvono problemi sociali o aziendali e il loro contributo all'Open Science."
"Sono stati selezionati dieci finalisti, e questi team altamente motivati hanno potuto sviluppare e testare le loro proposte con l'ESA Φ-lab e il fornitore principale del consorzio Φsat-2, Open Cosmos. Abbiamo poi avuto il compito non facile di scegliere i due vincitori tra un gruppo di app incredibilmente innovative e tecnicamente valide."
Vieni a volare con Φsat-2
Entrambi i progetti vincitori rispondono a esigenze vitali per la salvaguardia ambientale del pianeta.
La prima applicazione è stata creata da un team guidato dall'Istituto di Ricerca Tecnologica IRT Saint Exupéry in Francia. I suoi algoritmi di apprendimento automatico analizzano le immagini del satellite per individuare anomalie negli ecosistemi marini, con test che mostrano un notevole successo nella caratterizzazione di fuoriuscite di petrolio, fioriture di alghe e deposito di sedimenti.
Phifire AI è un'applicazione per il rilevamento degli incendi boschivi che fornisce rapidamente informazioni di preallarme alle squadre di emergenza. Ideato da Thales Alenia Space in Italia, lo strumento fornisce un rapporto di classificazione che identifica non solo l'incendio stesso ma anche le aree sicure, quelle incendiate e gli specchi d'acqua nelle vicinanze. Anche in questo caso, i test sui dati del Copernicus European Forest Fire Information System (EFFIS) hanno dimostrato che il modello dell'applicazione è in grado di distinguere ciascuna di queste classi di terreno.
Entrambe le applicazioni sono state testate anche su un hardware che simula l'ambiente di calcolo del satellite. "L'energia elettrica e lo spazio fisico per la componentistica sono scarsissimi su un nanosatellite, quindi i requisiti per un'app di bordo sono molto diversi da quelli di un processore per l'Intelligenza Artificiale terrestre," commenta Nicola Melega, Technical Officer di Φsat-2 dell'ESA.
"È sorprendente che entrambe le app vincitrici della OrbitalAI abbiano centrato il punto di equilibrio nel trade-off tra l'ottimizzazione delle prestazioni e la riduzione del carico di lavoro computazionale, e mi aspetto che funzionino bene in volo."
"Inoltre, uno dei grandi vantaggi di Φsat-2 è che possiamo perfezionare e aggiornare il software durante la missione, il che significa che tutte e sei le app scelte potranno migliorare le loro capacità nel tempo."
L'applicazione dell'IRT Saint Exupéry e PhiFire AI saranno caricate su Φsat-2 dopo il lancio, come parte della fase di messa in servizio del satellite durante l'estate. Ciascuna dovrebbe essere pienamente operativa entro la fine del 2024.
