I modelli mutevoli delle correnti oceaniche modellano il nostro clima e il nostro tempo. Ancora oggi, capire come si comportano le correnti oceaniche è una sfida. Ma i ricercatori hanno sviluppato un Strumento di intelligenza artificiale in grado di mappare le correnti attraverso vaste aree dell’oceano con un livello di dettaglio precedentemente irraggiungibile.
Il team dell’Università della California, San Diego, pubblicato il loro lavoro sulla rivista Nature Geoscience il 13 aprile. Hanno addestrato una rete di intelligenza artificiale utilizzando immagini termiche provenienti da satelliti meteorologici in un approccio che chiamano GOFlow (Geostationary Ocean Flow).
“Ora possiamo osservare piccole correnti oceaniche in rapido cambiamento dallo spazio con un dettaglio e una frequenza molto maggiori rispetto a prima”, ha detto a CNET Luc Lenain, oceanografo presso lo Scripps Institution of Oceanography dell’UC San Diego e primo autore dello studio. “Quelle correnti sono importanti perché aiutano a controllare il modo in cui il calore, il carbonio, i nutrienti e gli inquinanti si muovono attraverso l’oceano.”
Flussi e riflussi
Alcuni anni fa, mentre Lenain osservava le immagini termiche satellitari dell’Oceano Atlantico settentrionale, notò modelli visivi nei cambiamenti di temperatura dovuti alle principali correnti, come la Corrente del Golfo. Ha avuto un’idea per un nuovo modo di misurare le correnti oceaniche prendendo ciò che i suoi occhi potevano vedere e inserendolo in uno strumento di intelligenza artificiale.
I ricercatori hanno addestrato la rete neurale GOFlow su correnti oceaniche simulate, quindi l’hanno utilizzata su immagini reali provenienti da un satellite meteorologico. Lo strumento di intelligenza artificiale ha utilizzato immagini satellitari per monitorare le temperature superficiali, che cambiano a causa delle correnti oceaniche sottostanti.
Tracciando i cambiamenti di temperatura nelle immagini, GOFlow ha dedotto quale corrente li ha causati.
Il team ha confrontato il proprio lavoro con i dati raccolti dalle navi nella regione della Corrente del Golfo. Hanno anche testato i risultati di GOFlow confrontandoli con metodi satellitari più tradizionali che si basano sul monitoraggio dei cambiamenti di altezza nella superficie dell’oceano.
I ricercatori hanno scoperto che i loro risultati erano in linea con quelli di altre navi e satelliti, ma affermano che GOFlow ha anche fornito maggiori dettagli sulle correnti oceaniche rispetto a quanto precedentemente documentato solo nei modelli computerizzati.
“Questi tipi di [AI] Gli approcci guidati non stanno sostituendo la fisica”, ha affermato Lenain. “Al contrario, l’intelligenza artificiale ci sta aiutando a estrarre informazioni fisiche che sono già presenti nelle osservazioni satellitari, ma che fino ad ora è stato difficile recuperare con i metodi tradizionali.”
La vista dall’alto
Nonostante i risultati di GOFlow, i ricercatori notano che lo strumento presenta alcune limitazioni, come la copertura nuvolosa: le giornate nuvolose possono bloccare la vista dell’oceano da parte di un satellite. Dicono che il lavoro futuro incorporerà ulteriori dati satellitari per colmare queste lacune.
Il codice informatico sviluppato dai ricercatori sarà reso pubblico per facilitare il proseguimento del lavoro.
“Volevamo rendere questo lavoro trasparente, riproducibile e utile per la comunità più ampia”, ha affermato Lenain. “Consideriamo GOFlow come un trampolino di lancio verso un uso più routinario di grandi set di dati di telerilevamento combinati con l’apprendimento automatico.”
La raccolta di immagini satellitari per conoscere le correnti oceaniche è un esempio di osservazione della Terra. I governi e le forze armate, così come gli agricoltori e le compagnie assicurative, fanno affidamento su questi dati per prendere decisioni.
Il progetto GOFlow fa parte di una tendenza più ampia sull’intelligenza artificiale, poiché gli strumenti di intelligenza artificiale possono accelerare e migliorare l’accuratezza dell’analisi dei dati. NASAIL Agenzia spaziale europea e le aziende spaziali private hanno iniziato a costruire e testare strumenti di intelligenza artificiale in grado di analizzare tali dati.
