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Settembre 2021

Imaging satellitare a portata di tutti

Un nuovo sistema utilizza l'apprendimento automatico per guidare una tecnologia a basso costo e facile da usare da laptop.

I dati geospaziali rappresentano una risorsa senza paragoni per la nostra vita quotidiana e per la ricerca. I satelliti della ESA, l'Ente Spaziale Europeo, vengono utilizzati per monitorare condizioni del pianeta come l'innalzamento dei livelli del mare, la perdita dei ghiacci e delle foreste, ma non solo. Sono fondamentali nelle operazioni logistiche, nei trasporti, nelle telecomunicazioni.
L'accesso a questi dati è solitamente riservato a pochi addetti ai lavori competenti. Ora, ricercatori della UC Berkeley hanno ideato un sistema di apprendimento automatico, semplice ed economico, capace di aprire a ricercatori e governi di tutto il mondo l'accesso al potenziale di probolem-solving dell'imaging satellitare. I risultati della ricerca sono stati pubblicati dalla rivista “Nature Communications”.


Il progetto è frutto di una collaborazione tra il  Global Policy Lab e il  team di ricerca di Benjamin Recht del dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica.  La loro collaborazione ha permesso di mettere insieme discipline diverse che spesso guardano il mondo in modi diversi e parlano lingue differenti: informatica, scienze ambientali e climatiche, statistica, economia e politiche pubbliche.


 
Il sistema prende il nome di MOSAIKS, acronimo di Multi-Task Observation using Satellite Imagery & Kitchen Sinks, e permetterà di analizzare centinaia di variabili tratte dai dati satellitari, dalle condizioni del suolo dell'aria e dell'acqua all'alloggio, alla salute e alla povertà su scala globale. Ha il potenziale di divenire uno strumento indispensabile nella lotta a povertà e cambiamento climatico proprio per quei paesi che più ne sono affetti e mancano di risorse e competenze tecniche avanzate.
Secondo la ricerca, la crescente flotta di satelliti di imaging trasmette dati sulla Terra 24 ore su 24, 7 giorni su 7, circa 80 terabyte al giorno, e il numero è destinato a crescere nei prossimi anni.

Piattaforme per l'accesso e l'analisi dei dati geospaziali globali come Google Earth Engine e Microsoft's Planetary Computer, per quanto aperte al pubblico, richiedono una notevole esperienza per convertire i dati in nuove intuizioni. Il sistema di apprendimento automatico MOSAIKS è in grado di dare immediato accesso ai dati satellitari. 


MOSAIKS impara inizialmente a riconoscere nelle immagini e raggruppare assieme modelli minuscoli in diverse parti del mondo. Nella raccolta ed analisi di migliaia di terabyte da centinaia di fonti, i ricercatori possono scegliere un villaggio, un paese o una regione e ricavare dati organizzati su temi diversi come l'umidità del suolo, le condizioni di salute della popolazione, la migrazione umana, ecc.


 
Sia Hsiang che Rolf vedono il potenziale per MOSAIKS di evolversi in direzioni potenti. Il primo immagina che i dati vengano raccolti in atlanti basati su computer in continua evoluzione. Si passa a una determinata "pagina" e un utente potrebbe accedere a dati ampi e approfonditi sulle condizioni in un paese o in una regione. Il secondo immagina un sistema in grado di prendere il flusso di dati dalla flotta umana di satelliti di imaging e sensori remoti e trasformarlo in un ritratto fluido e in tempo reale della Terra e dei suoi abitanti. 
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