Nelle acque antartiche, il pericolo appare spesso senza preavviso.
Un radar può rilevare grandi iceberg da miglia di distanza, ma i pericolosi growler, frammenti di ghiaccio galleggiante che sono spesso trasparenti, grandi come un camion e alti meno di 1 metro, possono rimanere quasi invisibili in mare mosso.
Le condizioni di luce cambiano rapidamente. La nebbia arriva senza preavviso. Di notte, gli equipaggi si affidano a ogni strumento disponibile per navigare in sicurezza attraverso uno degli ambienti marittimi più impegnativi della Terra.
Per Boris Herrmann e Team Malizia, queste condizioni non sono teoriche. Sono realtà operativa. E per quasi un decennio, hanno anche contribuito a costruire i sistemi di IA marittima progettati per navigarle.
Quella che è iniziata come una collaborazione precoce tra la campagna di vela d’altura di Herrmann e una giovane azienda di tecnologia marittima chiamata OSCAR si è evoluta in una delle partnership a lungo termine più uniche nello sviluppo dell’IA marittima. Oggi, quell’azienda è nota come SEA.AI e la partnership continua a bordo di Malizia Explorer, una nave scientifica dedicata che opera in alcuni degli ambienti marittimi più remoti e ricchi di dati al mondo.
Dalle regate allo sviluppo dell'IA marittima
Quando SEA.AI è stata fondata nel 2018, la visione era ambiziosa ma diretta: utilizzare l’intelligenza artificiale, le telecamere ottiche e l’imaging termico per aiutare gli equipaggi a rilevare i pericoli galleggianti in mare prima che si verifichino collisioni. La sfida non era il concetto, ma i dati.
Insegnare all’IA a distinguere onde, detriti, mammiferi marini, imbarcazioni e iceberg in condizioni oceaniche in costante cambiamento richiede enormi quantità di immagini marittime reali. A differenza dell’IA automobilistica o della visione artificiale industriale, non esistevano quasi dati marittimi etichettati.
L’IA marittima non poteva essere costruita interamente in laboratorio. SEA.AI aveva bisogno di ambienti operativi reali e marinai esperti disposti a testare la tecnologia dove contava di più: in mare aperto.
Herrmann è stato uno dei primi a dire di sì.
Il suo yacht da regata IMOCA è diventato una delle prime piattaforme di test, esponendo il sistema ad alcune delle condizioni più difficili della vela d’altura, tra cui traversate dell’Oceano Meridionale e campagne del Vendée Globe. Ogni viaggio ha contribuito a perfezionare la tecnologia, migliorare i rilevamenti e costruire il dataset marittimo proprietario che ora costituisce la base dei sistemi di visione artificiale di SEA.AI.
Malizia Explorer: un nuovo capitolo
Oggi, i sistemi SEA.AI sono installati anche a bordo di Malizia Explorer, la nuova nave di ricerca e spedizione gestita sotto la guida di Team Malizia. Progettata per dispiegamenti prolungati in regioni remote, offre a scienziati e sviluppatori di tecnologia un raro accesso a dati marittimi operativi.
Per Herrmann, continuare la partnership è stato un passo naturale.
Le missioni antartiche della nave ora generano alcuni dei dataset di IA marittima più preziosi.
Perché i dati antartici sono importanti
I sistemi di visione artificiale imparano attraverso l’esposizione a esempi reali. Se fornisci a un modello di IA abbastanza immagini di imbarcazioni, balene, detriti galleggianti o iceberg in condizioni variabili, il sistema impara gradualmente a riconoscere schemi e identificare potenziali pericoli.
Ma gli ambienti marittimi sono eccezionalmente difficili perché non ci sono mai due condizioni identiche.
Gli iceberg appaiono diversamente a seconda della luce, dello stato del mare, del tempo, della temperatura dell’acqua, dell’angolo di visione e dell’ora del giorno. Le firme termiche cambiano costantemente.
I mammiferi marini emergono in modo imprevedibile. Nebbia, neve, spruzzi e oscurità complicano tutti il rilevamento.
Le immagini generate dall’IA possono aiutare a integrare i dati di addestramento, ma non possono replicare completamente la complessità degli ambienti operativi reali. Ecco perché i dati raccolti da Malizia Explorer sono così importanti.
La nave ha catturato migliaia di ore di immagini visive e termiche dalle acque antartiche, inclusi rilevamenti reali di iceberg, dati di contrasto termico, osservazioni di mammiferi marini e scenari di navigazione a bassa visibilità. Questi dataset consentono agli ingegneri di SEA.AI di perfezionare i modelli di rilevamento utilizzando condizioni operative reali anziché approssimazioni simulate.
Il capitano Jonathan Morice ha visto il valore in prima persona durante le operazioni antartiche.
“Le sfide principali sono gli iceberg,” spiega Morice. “Abbiamo il radar, che è abbastanza affidabile per i grandi iceberg, ma poi ci sono quegli iceberg di medie dimensioni, che sono molto pesanti e possono causare molti danni. Il radar non sempre li rileva perché non emergono molto dall’acqua. “
“La telecamera è stata molto utile durante i viaggi della barca in Antartide,” continua. “Sono rimasto anche abbastanza sorpreso dalla versione termica. Anche se penseresti che un iceberg sia freddo, con la differenza di temperatura tra l’oceano e l’iceberg, puoi davvero individuare qualsiasi cosa, anche di notte. “
Il sistema non è progettato per sostituire gli strumenti di navigazione esistenti. Invece, SEA.AI combina telecamere ottiche, imaging termico e analisi intelligente per integrare radar, AIS e processo decisionale umano, aiutando gli equipaggi a costruire una comprensione più completa dell’ambiente circostante.
Costruire l'intelligenza marittima attraverso operazioni reali
Per SEA.AI, la partnership con Team Malizia dimostra un principio semplice: i sistemi di IA marittima affidabili vengono costruiti attraverso l’esposizione continua a operazioni reali.
Quei dati non avvantaggiano solo le navi da spedizione o i team di regate d’altura. Contribuiscono allo sviluppo di sistemi di visione artificiale destinati a un uso marittimo più ampio, dalle operazioni commerciali e navi di ricerca ai velisti da crociera e marinai professionisti che navigano in vie d’acqua sempre più complesse.
“Stiamo ora sperimentando con immagini generate dall’IA per integrare i nostri dataset di addestramento,” afferma Gouerou. “Ma i dati sintetici possono funzionare solo come integrazione. I dati operativi reali devono rimanere la base. Quando costruisci sistemi che devono funzionare in modo affidabile in mare, non c’è sostituto per l’esperienza nel mondo reale. “
Guardando avanti
Mentre Malizia Explorer continua le sue missioni, la partnership tra SEA.AI e Team Malizia continua a evolversi insieme ad essa. Quella che è iniziata come una collaborazione sperimentale di vela d’altura è cresciuta in uno sforzo a lungo termine per costruire sistemi di intelligenza marittima addestrati in alcune delle condizioni più difficili della Terra.
E con ogni viaggio, SEA.AI impara un po’ di più sulle realtà del mare.
Informazioni su Malizia-Explorer
Nell’ultimo decennio, Team Malizia ha combinato le regate oceaniche d’élite con un’audace missione climatica e scientifica: sensibilizzare, educare i bambini in tutto il mondo e raccogliere dati vitali sull’oceano.
Basandosi sul suo forte impegno per la scienza, il team ha lanciato Malizia Explorer: una seconda barca a vela dedicata alla scienza e alla divulgazione.
La nave mira a trasformare la conoscenza in azione: condividendo la scienza, le storie e l’urgenza della crisi climatica in questa corsa che dobbiamo vincere.
