L’intelligenza artificiale NASA amplia le proprie applicazioni nell’osservazione della Terra con un sistema capace di integrare dati provenienti da più missioni satellitari per individuare le fioriture algali nocive. La tecnologia, descritta in uno studio pubblicato su AGU Earth and Space Science, mira a trasformare grandi quantità di dati ambientali in informazioni operative, offrendo un supporto più rapido alle autorità impegnate nel monitoraggio delle acque costiere.
L’innovazione risponde a una criticità nota da tempo. Le fioriture algali possono compromettere gli ecosistemi marini, rappresentare un rischio per la salute pubblica e generare perdite economiche per le comunità costiere. Individuarle nelle fasi iniziali consente di pianificare con maggiore efficacia i campionamenti sul campo e le eventuali misure di prevenzione.
L’intelligenza artificiale NASA integra dati satellitari eterogenei
Il sistema è stato sviluppato da un gruppo di ricercatori del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA insieme allo Spatial Informatics Group. Il cuore della piattaforma è un modello di apprendimento automatico auto-supervisionato, progettato per riconoscere correlazioni tra diverse sorgenti di dati senza la necessità di una classificazione preventiva da parte degli operatori.
L’obiettivo è superare uno dei principali limiti dell’osservazione della Terra: trasformare flussi informativi molto diversi tra loro in un quadro coerente e utilizzabile. Per questo il modello combina osservazioni satellitari con misurazioni raccolte direttamente in mare, imparando a riconoscere gli schemi associati allo sviluppo delle fioriture algali.
Per l’addestramento sono stati utilizzati dati acquisiti nel 2018 e nel 2019, successivamente confrontati con osservazioni sul campo e analisi di laboratorio. Nei test condotti lungo la costa occidentale della Florida e nella California meridionale, il sistema ha identificato correttamente le aree interessate dalle fioriture, comprese quelle causate dalla specie Karenia brevis, mantenendo buone prestazioni anche in acque costiere caratterizzate da sedimenti, vegetazione e deflussi superficiali.
Dalle missioni satellitari a un supporto operativo per il monitoraggio ambientale
Per ottenere questi risultati, i ricercatori hanno integrato le informazioni provenienti da cinque missioni e strumenti spaziali, tra cui PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem) e TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument).
Il contributo delle due missioni è complementare. PACE permette di distinguere le comunità algali in base a caratteristiche come pigmentazione, forma e dimensione, mentre TROPOMI rileva la debole fluorescenza emessa durante la fotosintesi da alcune specie, fornendo un’ulteriore sorgente di informazioni che il modello di intelligenza artificiale può integrare.
Secondo Michelle Gierach, ricercatrice del JPL e coautrice dello studio, uno strumento di questo tipo può aiutare gli operatori a stabilire «dove e quando raccogliere campioni d’acqua all’inizio di una fioritura algale», oltre a favorire nuove forme di collaborazione scientifica e lo sviluppo di sistemi di supporto alle decisioni.
L’approccio evidenzia anche una tendenza sempre più rilevante nel settore dell’osservazione della Terra: il valore non dipende soltanto dalla disponibilità di nuovi sensori, ma dalla capacità di integrare dati provenienti da missioni differenti attraverso strumenti avanzati di analisi. In questo contesto, l’intelligenza artificiale diventa un elemento chiave per aumentare l’utilità operativa delle infrastrutture spaziali già in orbita.
Le fioriture algali nocive rappresentano da anni una sfida per numerose aree costiere degli Stati Uniti. Alcune specie possono provocare morie di fauna marina, contaminare le acque e rendere necessarie limitazioni alle attività balneari o della pesca, con ricadute economiche che raggiungono decine di milioni di dollari ogni anno.
Il gruppo di ricerca sta ora estendendo l’addestramento del sistema ad altri tratti di costa e a nuovi ambienti, compresi i laghi, con l’obiettivo di renderlo disponibile ai decisori pubblici nei prossimi anni. Come osserva Kelly Luis del JPL, la finalità del progetto è mettere le tecnologie della NASA al servizio degli utenti finali, sostenendo attività quali acquacoltura, turismo e gestione delle risorse ambientali attraverso strumenti di osservazione sempre più efficaci.
Fonte dati: Jet Propulsion Laboratory – NASA
Il team editoriale di Economia dello Spazio Magazine, il magazine di riferimento della Space Economy Made in Italy.
