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Le tecnologie AI ed edge di IBM per il nuovo Mayflower

Parte tra un anno la missione di ricerca Mayflower Autonomous Ship, un vascello autonomo pilotato dal deep learning del cloud IBM

La traversata del Mayflower, da Plymouth al Nuovo Mondo, simboleggia la colonizzazione dei futuri (era il 1620) Stati Uniti. Il prossimo settembre 2020, quattrocento anni dopo, si prepara un nuovo simbolico viaggio. All'insegna stavolta della tecnologia, in particolare dell'AI e dell'edge computing. A compierla sarà un Mayflower del tutto diverso dal celebre antenato. È la Mayflower Autonomous Ship (MAS), un vascello autonomo progettato dal consorzio ProMare e attualmente in costruzione a Danzica.

Il nuovo Mayflower partirà sempre da Plymouth, in Inghilterra, e arriverà alla moderna Plymouth del Massachusetts. Il viaggio dovrebbe durare 12 giorni. La rotta precisa sarà determinata man mano dal battello stesso, grazie a funzioni di navigazione completamente autonoma. Uno degli obiettivi del progetto è appunto dimostrare la fattibilità della navigazione autonoma su lunghe tratte e per vascelli di grandi dimensioni.

La missione Mayflower Autonomous Ship si concentra in particolare sulla possibilità di realizzare navi autonome per la ricerca scientifica ed archeologica. Questa è infatti l'attività principale del consorzio no-profit ProMare. Che ha tra l'altro messo in atto progetti di ricerca subacquea anche in Italia: nell'arcipelago dell'Isola d'Elba, a Ventotene, nel Lago di Garda, a Crotone, vicino Aquileia.

mayflower 2020
Realizzare ed attrezzare navi di ricerca convenzionali è molto costoso, spiega il consorzio. E comunque la loro attività è limitata da quanto tempo i ricercatori possono restare a bordo. Un vascello autonomo non ha questo problema e il successo del nuovo Mayflower potrebbe aprire nuovi spazi alla ricerca in mare.

Come funziona la Mayflower Autonomous Ship

Il Mayflower del 2020 è un trimarano in alluminio e materiali compositi. Lungo 15 metri, ha una stazza di 5 tonnellate. Ha una vela rigida ed un motore elettrico alimentato da pannelli solari che ricoprono la sua superficie. È però dotato anche di un generatore diesel di backup, che entra in azione in caso di necessità. Ossia quando non è disponibile energia solare o quando è opportuno avere una "spinta" in più per muoversi più velocemente. La velocità massima è di 20 nodi.

La sua peculiarità principale sono le funzioni di navigazione autonoma. IBM sta sviluppando algoritmi di deep learning ottimizzati che i computer di bordo del Mayflower useranno per valutare le immagini riprese dai suoi sistemi di visione. Questi comprendono telecamere classiche e sistemi radar, lidar e AIS (Automated Identification Systems). Come, spiega IBM, molte delle autovetture a guida autonoma. Gli algoritmi vengono addestrati dando loro in pasto immagini ed altri dati di contesto relativi alla baia di Plymouth.

L'obiettivo è che la Mayflower Autonomous Ship sia in grado di riconoscere gli ostacoli che troverà lungo la sua traversata. Dalle altre navi alle boe passando per gli immancabili container persi dai grandi trasporti. E che sia soprattutto capace di decidere in tempo reale se cambiare rotta o velocità per evitarli. Combinando quello che "vede" con i suoi sensori, le previsioni meteo e le carte nautiche, il vascello deciderà man mano la rotta e la velocità ottimali per arrivare negli USA.

mayflower 2020 bis
Le decisioni sulla navigazione vengono prese localmente, grazie ai sistemi di edge computing a bordo della nave. Questi sistemi serviranno anche per memorizzare i dati raccolti dalle postazioni scientifiche. Quando la nave rileva la presenza di una connettività dati, trasferisce le informazioni a nodi periferici collocati a terra. Da questi i dati passano al cloud IBM e sono analizzati. Se opportuno anche per generare nuovi algoritmi di deep learning ulteriormente migliorati, che vengono poi trasferiti al Mayflower per la sua navigazione.

Il nuovo Mayflower trasporterà tre blocchi di sensori e strumentazione scientifica, ciascuno dedicato ad uno scopo preciso. Le aree di ricerca sono il monitoraggio dei mammiferi marini, la mappatura dei fondali, la valutazione dell'inquinamento da microplastiche. L'Università di Birmingham sta studiando un sistema di telepresenza attraverso cui sarà possibile "vivere" la missione transatlantica da remoto. Un sistema che sarà utile per i ricercatori a terra, alla base inglese di Plymouth, ma anche per il pubblico più ampio.

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Pubblicato il: 16/10/2019

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