I progetti IRMA e PhiFireAI, proposti rispettivamente dai team francesi e italiani di Thales Alenia Space, sono stati selezionati dall'Agenzia spaziale europea (ESA) per testare le loro tecnologie in orbita a bordo del satellite Φsat-2. La missione di questo microsatellite, un CubeSat 6U il cui lancio è previsto per giugno 2024, consiste nel dimostrare l'apporto dell'intelligenza artificiale integrata a bordo dei satelliti di osservazione della Terra per rispondere a sfide sociali, economiche o ambientali.

Un lungo percorso di selezione

All'inizio del 2023, l'ESA ha proposto una challenge aperta per selezionare due innovativi esperimenti di intelligenza artificiale da integrare a bordo del microsatellite.

La selezione, effettuata tra 75 team del mondo intero, si è conclusa nel marzo 2024. Al termine di un processo competitivo durato oltre un anno, i progetti IRMA (Image analysis for a Responsive Mission with AI) e PhiFireAI hanno vinto il concorso, consolidando la posizione di Thales Alenia Space nel settore dell'intelligenza artificiale integrata a bordo.

© ESA

Il progetto IRMA e la sua applicazione a bordo del satellite Φsat-2

IRMA è un progetto di R&S condotto dall'Institut de Recherche Technologique Saint Exupéry. Avviato da Thales Alenia Space e dai suoi partner, il progetto sviluppa tecnologie per migliorare la reattività delle costellazioni di satelliti e rispondere alle nuove esigenze del mercato dell’osservazione della Terra, convertendo i dati grezzi delle immagini in informazioni interpretate grazie all’intelligenza artificiale.

Il caso di applicazione sviluppato da IRMA, che sarà testato a bordo del satellite Φsat-2, consiste nell’analisi mediante l’intelligenza artificiale di vaste distese d’acqua per la rilevazione di eventuali anomalie, direttamente in orbita: saranno monitorate le maree nere, le proliferazioni nocive di alghe o gli sversamenti massicci di sedimenti nei mari e negli oceani.

Questa rilevazione presenterà un duplice vantaggio: permetterà innanzitutto di ordinare le immagini dando la precedenza ai dati importanti. Le immagini con i "punteggi di anomalia" più elevati saranno "caricate" in via prioritaria dal satellite. Sarà quindi possibile trasmettere allarmi in tempo reale: in caso di rilevazione di un evento grave, come una marea nera, sarà immediatamente inviato un allarme per consentire una reazione rapida e adeguata da parte delle autorità. Se invece non vengono rilevate anomalie, le immagini potranno essere direttamente eliminate a bordo del satellite, contribuendo a limitare la quantità di dati trasmessa alle stazioni di terra, a ottimizzare l’uso della banda passante e a preservare il tempo dedicato all’analisi da parte degli operatori del sistema.

Il progetto PhiFireAI

La soluzione sviluppata dai team italiani di Thales Alenia Space mira a sorvegliare gli spazi terrestri in caso di incendio: grazie all'elaborazione delle immagini satellitari da parte dell'intelligenza artificiale, sarà possibile definire se l'acquisizione dell'immagine in corso stabilisce la presenza di un incendio. Se viene rilevato un incendio, la soluzione permetterà di analizzare l'intera immagine per capire la percentuale di ettari interessati, stabilire la presenza di zone d'acqua e luoghi sicuri e individuare le aree bruciate.

L'innovazione consiste nella capacità di eseguire l'insieme dell'algoritmo su un hardware qualificato per lo spazio e in grado di fornire in tempo reale importanti informazioni all'utente finale.

L'applicazione sviluppata dal progetto PhiFireAI avrà un forte valore aggiunto per alimentare le attuali basi dati di sorveglianza degli incendi. Sarà inoltre possibile rilevare un pericolo in modo autonomo, direttamente a bordo del satellite. L'insieme dei test relativi alle performance e all'adattabilità del modello sono stati realizzati in collaborazione con UBOTICA e CGI.

L'avvento dell'intelligenza artificiale nel settore spaziale

Thales Alenia Space è impegnata in altri progetti di sviluppo dell'intelligenza artificiale integrata. Contribuiamo, ad esempio, allo sviluppo di una tecnologia di rilevazione di nubi per la missione CHIME (Copernicus Hyperspectral Imaging Mission for the Environment), una delle sei nuove missioni del programma europeo COPERNICUS, interamente dedicata al monitoraggio ambientale. Anche il campo dell'edge computing è al centro delle nostre competenze. Interveniamo, in collaborazione con Microsoft, nell'ambito della missione IMAGIN-e (ISS Mounted Accessible Global Imaging Nod-e) destinata a raccogliere informazioni senza precedenti di osservazione della Terra dalla Stazione spaziale internazionale. L'obiettivo di questa missione consiste nel dimostrare le capacità e le modalità di funzionamento di un'architettura orientata verso l'informatica di punta nello spazio, dove l'intelligenza artificiale svolgerà un ruolo preponderante.