L’Intelligenza Artificiale e il mare

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L’Intelligenza Artificiale e il mare

Un articolo da leggere in spiaggia per scoprire come l’Intelligenza Artificiale possa aumentare la salvaguardia dei mari e la sostenibilità del nostro impatto sull’ecosistema marino.

 

L’Intelligenza Artificiale sta entrando sempre di più nelle nostre vite. Anche senza accorgercene, essa ci sta già aiutando in molti compiti quotidiani: per esempio, seleziona i risultati più pertinenti su Google, previene i furti di dati nel web, applica filtri anti-spam all’email, trova i migliori itinerari sulle mappe online e suggerisce film e canzoni più in linea con i nostri gusti su Netflix e Spotify.

Oggi l’AI sta spingendo i propri orizzonti verso una nuova frontiera al di là della terraferma: il mare, che ricopre il 70% della Terra e, senza il quale, non ci sarebbe vita sul nostro pianeta. Come ogni ecosistema, l’ambiente marino non è invulnerabile e necessita di essere protetto.

Ma per sapere come proteggerlo, occorre innanzitutto conoscerlo a fondo.

Fino a poco tempo fa, la nostra conoscenza del mare era alquanto superficiale e solo poche esplorazioni sono andate realmente in profondità. Oggi, finalmente, l’AI ci permette di far emergere questa conoscenza sommersa. Qui presentiamo 4 interessanti progetti AI che stanno aiutando l’uomo a comprendere a fondo il mare così da trovare le migliori strategie per preservare il suo ecosistema.

Robot subacquei per esplorare gli abissi

L’Intelligenza Artificiale e il mare - automated underwater vehicle

Il mare è rimasto in gran parte sconosciuto all’uomo perché è difficile, e alquanto costoso, muoversi sott’acqua. Inoltre, per noi uomini le comunicazioni negli abissi non sono facili come sulla terraferma. Anche le onde radio, che potrebbero raccogliere dati dai fondali marini, non riescono più di tanto a penetrare l’alta densità dell’acqua e far affiorare questa conoscenza in superficie.

La sfida è stata colta dal Centro per la ricerca e l’esplorazione marittima della NATO, con sede a La Spezia, che ha proposto di progettare dei robot subacquei che, grazie all’Intelligenza Artificiale, sono capaci di compiere ricerche sui fondali, prendere decisioni simili a quelle delle persone, comunicare fra loro e inviare informazioni dagli abissi alla superficie.

Questa rete di robot intelligenti può lavorare in squadre per eseguire missioni complesse: per esempio, monitorare e prelevare campioni negli oceani polari che, una volta analizzati, potranno offrire una visione più completa sullo stato di salute del mare e sugli che l’uomo e il cambiamento climatico hanno sull’ecosistema marino.

L’Intelligenza Artificiale non è solo nei robot subacquei, che di fatto esistono da tempo: il primo sottomarino autonomo è stato infatti inventato nei laboratori di fisica dell’Università di Washington nel 1957. La vera opportunità oggi è che l’AI aiuta ad analizzare e interpretare la grande quantità di dati che i robot subacquei raccolgono nei fondali marini.

Proteggere le balene ascoltando i loro canti

L’Intelligenza Artificiale e il mare - automated underwater vehicle

Negli anni Sessanta, i ricercatori hanno scoperto che le balene emettevano una sorta di canto che usavano per comunicare. Oggi, dopo sessant’anni, c’è ancora molto da capire sul linguaggio delle balene. Per questo, Google e il National Oceanic and Atmospheric Administration (Noaa) hanno realizzato una soluzione che sfrutta l’Intelligenza Artificiale per analizzare i canti delle balene, al fine di comprendere il loro comportamento e offrire loro una maggiore protezione.

Grazie all’unione di esperti oceanografici e gli ingegneri di Google, è stato addestrato un modello di machine learning capace di riconoscere i versi delle balene in oltre 170.000 ore di registrazioni audio dei fondali marini. Senza gli algoritmi ML, le persone del Noaa ci avrebbero messo oltre 19 anni per ascoltare e analizzare tutte le  registrazioni.

Oggi questo è possibile in poco tempo e i risultati di questo progetto sono visibili a tutti sul sito Pattern Radio: Whale Songs, dove si possono ascoltare oltre 8.000 ore di registrazioni sottomarine. Sul sito, ognuno può identificare singoli suoni nelle registrazioni e condividerli attraverso link. Una piattaforma scientifica aperta, quindi, in cui tutti hanno accesso alle registrazioni dei fondali e può offrire il proprio contributo qualora individuasse nuovi suoni che potrebbero servire alla ricerca.

Questo progetto fa parte di AI for Social Good, una serie di progetti volti a sfruttare la grande esperienza di Google in ambito AI e ML per risolvere le maggiori sfide umanitarie e ambientali di oggi.

L’AI per salvaguardare gli abitanti del mare

L’Intelligenza Artificiale e il mare

I pesci sono i principali abitanti del mare e coprono oltre il 50% del totale delle specie vertebrate sulla Terra. Ma inquinamento delle acque e pesca intensiva stanno mettendo a rischio molte specie marittime. Studiare i loro comportamenti e stato di conservazione potrebbe aiutare nel trovare le migliori soluzioni per salvaguardare le specie a rischio. Lo studio delle specie marine è sempre stato più complesso a causa della difficoltà di raggiungere gli abissi: esistono dunque meno informazioni rispetto agli altri animali terrestri.

L’istituto di scienze marine del Consiglio Nazionale delle Ricerche, in collaborazione con varie università italiane e spagnole, ha ideato una soluzione basata su Intelligenza Artificiale e Computer Vision per monitorare in modo automatico le variazioni di abbondanza delle popolazioni ittiche – in breve, quanti pesci di una data specie ci sono in determinate parti del mare.

La tecnica messa a punto si basa sull’apprendimento automatico supervisionato, una metodologia AI che consente ai computer di riconoscere e contare autonomamente i pesci attraverso le loro foto nel loro ambiente naturale. Usare algoritmi ML su migliaia di immagini raccolte ogni giorno consente quindi di tracciare in maniera affidabile le variazioni di abbondanza dei pesci.

I risultati di questa ricerca stanno aprendo nuove opportunità per l’esplorazione e la tutela delle specie marine. Ma l’AI può fare molto di più: per esempio, può aiutare a regolare e gestire le attività di pesca attraverso, per esempio, il controllo delle rotte della pesca illegale, gli strumenti per identificare in modo automatico i limiti di pesca concessi, l’analisi automatica dei video per controllare la presenza di pesce nei fondali.   

L’Intelligenza Artificiale e il mare - AI conta i pesci

Navi intelligenti per solcare i mari

Entro il 2022, il mare sarà solcato dalla prima nave portacontainer a guida elettrica e autonoma, progettata dalla società norvegese Vard del gruppo di Fincantieri. Non solo smart cars, quindi, ma anche smart ships: presto l’AI sarà in grado di navigare una nave potenzialmente senza equipaggio, che sarà impiegato in attività più strategiche e creative. Yara è il nome della prima nave autonoma al mondo, che permetterà di evitare oltre 40000 viaggi in camion, riducendo l’inquinamento e i rischi legati alla sicurezza stradale.

AI per salvaguardare il mare e l’ambiente

Queste importanti storie di innovazione dimostrano come l’Intelligenza Artificiale possa offrire strumenti per fare emergere la conoscenza dei fondali marini e nuove soluzioni per la loro protezione. Essa consente di analizzare e interpretare dati prima irraggiungibili, a causa della loro posizione negli abissi o della loro magica inafferrabilità, come i canti delle balene. Permette infine di progettare nuove tecnologie, come robot subacquei intelligenti e navi a guida automatica, per realizzare importanti progetti che migliorino la tutela del mare e dell’ambiente.

Questo è lo stesso contributo che l’AI porta in azienda e nella vita: ricava nuova conoscenza da una grande quantità di dati che, da soli, avremmo potuto analizzare in modo lento e costoso. E connette informazioni che prima sembravano incompatibili per immaginare nuove soluzioni a vecchi problemi, in modo da migliorare il nostro lavoro e la vita di tutti i giorni. 

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