Il docente dell’Università della Calabria Francesco Valentini sarà responsabile di un progetto che usa l’Intelligenza artificiale per rendere le strumentazioni satellitari, non controllabili agevolmente dalla Terra, capaci di prendere decisioni e reagire agli imprevisti.
Sfruttando l’inarrestabile progresso tecnologico, il genere umano si appresta a campagne esplorative dell’universo che ci porteranno a valicare confini considerati fino a poco tempo fa inarrivabili. Le missioni spaziali, sia quelle con equipaggio che robotiche, viaggeranno sempre più lontano dalla Terra, in regioni dello spazio da cui saranno più difficili e lente le comunicazioni con i centri di controllo. Inoltre, i satelliti impiegati per esplorazioni scientifiche sono (e diventeranno sempre di più) delle vere e proprie basi sperimentali altamente tecnologiche.
In questo scenario, a causa della limitata velocità di trasmissione di dati a Terra e dalla ancor più limitata capacità di stivaggio dei dati a bordo, è necessario che i satelliti diventino entità senzienti, capaci di reagire alle situazioni in maniera indipendente e di prendere delle decisioni autonomamente: devono diventare intelligenti.
Un’esigenza fondamentale, dunque, per il futuro dell’esplorazione spaziale è la capacità di eseguire algoritmi di intelligenza artificiale (IA) nelle condizioni estreme dello spazio profondo. Ad esempio, il satellite dovrà essere in grado di riconoscere regioni di interesse scientifico in modo da aumentare la risoluzione di misura laddove necessario o al fine di limitare la mole di dati da salvare a bordo; deve essere capace di attuare un primo trattamento e una preliminare analisi dei dati direttamente a bordo, per semplificare le operazioni di trasmissione a Terra, ecc.
Negli ultimi anni l’IA sta rivoluzionando i processi industriali e le attività quotidiane, principalmente grazie al fatto che la potenza di calcolo ha raggiunto un livello che consente agli algoritmi intelligenti di funzionare in maniera efficace e veloce. Sulla Terra, ciò è stato possibile grazie a enormi investimenti economici nello sviluppo di componenti hardware ad alte prestazioni e del software ottimizzato necessario per il loro funzionamento. Questi componenti tecnologici non potrebbero resistere alle estreme radiazioni presenti nello spazio.
Da queste considerazioni nasce l’idea progettuale denominata “AutomaticS for spAce exPloration (Asap)”, recentemente finanziata con un budget di 1,5 milioni di euro dalla Commissione europea, nell’ambito del programma Horizon Europe (Research and Innovation Actions). Nell’acronimo del progetto “Asap” (che in inglese è anche l’acronimo di “as soon as possible” ovvero prima possibile) si legge l’impellente necessità di introdurre la tecnologia di frontiera nei concept dei satelliti spaziali di ultima generazione.
Francesco Valentini, docente di Fisica della materia del dipartimento di Fisica dell’Università della Calabria, è uno dei responsabili del progetto, il cui partenariato è composto da UniCal, KU Leuven (Belgio), Inaf, Cnrs (Francia), Ingeniaars Srl di Pisa e KTH Royal Institute of Technology (Svezia).
Asap ha come principale obiettivo scientifico quello di progettare e realizzare processori e componenti hardware altamente tecnologici e intelligenti, in grado di sopravvivere e operare in maniera efficiente nello spazio.
Il progetto è articolato sui seguenti pilastri fondamentali: identificazione e implementazione di algoritmi Machine Learning (ML) per applicazioni spaziali, identificazione e sviluppo di una piattaforma di calcolo per algoritmi ML e produzione di un prototipo hardware che utilizza solo componenti in grado di funzionare in ambiente spaziale, definizione ed esecuzione di un piano di validazione degli algoritmi sviluppati, implementazione di un ambiente virtuale per fornire supporto allo sviluppo di algoritmi ML.
Lo scopo ultimo della ricerca è quello di stimolare in maniera significativa lo sviluppo delle tecnologie e della strumentazione scientifica a bordo delle future missioni spaziale, in cui l’intelligenza artificiale dovrà giocare un ruolo fondamentale.