Sole, mare e intelligenza artificiale: la Mayflower è (di nuovo) in viaggio

La nuova Mayflower, conosciuta anche come MAS400, deve dirigersi dalla Gran Bretagna in America senza capitano né equipaggio: 5.200 chilometri attraverso l’umido Nord Atlantico, dall’Inghilterra alla costa orientale degli USA. In questa occasione IBM insieme all’organizzazione di ricerca marina ProMare[i] e altre aziende vuole dimostrare che cosa è in grado di fare oggi l’intelligenza artificiale. Ora la nave ha preso il largo, piena di cognitive computing di IBM.

  #IBM  

Mayflower Autonomous Ship (MAS) si era messa già una volta in viaggio il 15 giugno 2021, sulle tracce dei padri pellegrini che erano partiti 400 anni prima a bordo del veliero Mayflower alla volta del nuovo mondo[ii]. Tuttavia il primo viaggio della Mayflower moderna è durato solo due giorni. La sera del 17 giugno 2021 si è verificato un problema sulla nave che ha portato alla perdita di potenza e velocità. Dopo aver effettuato una diagnosi a distanza, il team di supporto della ProMare ha constatato che si trattava probabilmente di un problema meccanico con il generatore della nave non risolvibile senza un intervento umano. Dopo il ritorno alla base si è constatato infatti che il problema era stato causato da una rottura del giunto metallico flessibile tra il generatore della nave e l’impianto di scarico. In effetti la MAS400 utilizza pannelli solari per trarre più energia possibile dal sole. Tuttavia un generatore a bordo si accende automaticamente per ricaricare le batterie in caso di bisogno. Dopo la rottura della frizione, la MAS400 si è dovuta affidare esclusivamente all’energia solare, ma il meteo avverso e il mare agitato non hanno permesso di produrre abbastanza energia solare per proseguire il viaggio.

 

Automazione, IA ed edge-computing

La moderna Mayflower è una nave con tre scafi che attraversa l’oceano con una combinazione di turbine eoliche, diesel ed energia solare. È stata costruita in modo tale da poter viaggiare in totale autonomia (finché non si verifica un incidente). È vero che gli operatori possono inviare messaggi alla nave; ma se questi non arrivano a destinazione, i computer di bordo si limitano a portare a termine le mansioni programmate ed apprese.

La traversata dell’Atlantico, che ora è di nuovo in corso, a differenza del 1620 può essere seguita da tutto il mondo via Internet con video live, carte e dati in streaming.[iii] Il progetto utilizza le tecnologie di IBM per l’automazione, l’IA ed edge computing per monitorare costantemente il suo stato, l’ambiente e la missione in mare e per prendere decisioni. Il viaggio dovrebbe durare circa tre settimane.

 

Come una nave spaziale-enterprise-feeder

MAS è un veicolo davvero impressionante[iv]. Ha l’aspetto di una nave spaziale-enterprise-feeder, pesa cinque tonnellate ed è lungo 15 metri. Ha uno scafo molto stabile di alluminio trimarano e viene azionato da un sistema di propulsione ibrido elettrico alimentato ad energia solare. La nave può raggiungere gli 8 nodi di velocità (15 km/h); sebbene possa sembrare lenta, è sempre molto più veloce della prima Mayflower, che si crede procedesse ad una velocità media inferiore a 4 km/h.

Per motivi basilari di ordine geografico e meteorologico, la MAS è provvista di un preciso sistema di navigazione inerziale, di un sistema globale per la navigazione satellitare (GNSS), di sensori radar, di comunicazione satellitare e di strumentazione meteorologica. Gli impianti monitorano anche il tempo emergente, sulla base di dati previsionali della «Weather Company»[v] di IBM. Quello che manca sulla nave sono delle cuccette e la cambusa per il capitano e l’equipaggio. Invece ci sono rack per la tecnologia informativa cognitiva di IBM, che guida la nave.

 

Il “capitano dell’IA” ha alle spalle anni di apprendimento

Il cervello che conferisce alla MAS la capacità di operare senza l’intervento umano viene chiamato dal team «capitano dell’IA». Questo capitano virtuale guidato dall’intelligenza artificiale ha assolto un training di anni per assimilare tutte le conoscenze necessarie. Con algoritmi inferenziali e modelli, generati con la tecnologia di visione artificiale Visual Insights di IBM, il capitano ha imparato con più di un milione di immagini nautiche a riconoscere navi, detriti, ponti, frammenti di terra, container galleggianti. Perciò la MAS400 può disporre di un range previsionale pari a 2,5 miglia marine (4,6 chilometri).

Secondo la ricerca marina, la MAS400 dispone di una sorta di «lingua» elettrica che è in grado di  «assaporare» la composizione chimica dell’oceano e di rilevare informazioni sul materiale organico e sull’inquinamento da microplastiche. E ci sono persino microfoni capaci di intercettare il canto delle balene.

Non appena il capitano dell’IA riceve dati recuperabili da telecamere di bordo, radar, sonar e altre apparecchiature che scansionano di continuo l’area limitrofa alla nave, si rivolge al sistema di gestione automatizzata delle regole di IBM, l’IBM Operational Decision Manager (ODM), per seguire la disciplina internazionale ed evitare collisioni in mare. ODM non è propriamente un software marittimo: trova ampia diffusione nel settore dei servizi finanziari per approvare prestiti e personalizzare le offerte ai clienti, ed offre una documentazione trasparente di processi decisionali, per evitare scenari in cui non è chiaro il motivo per cui è stata presa una certa decisione.

 

Edge computing per l’elaborazione dati a bordo

Per prendere decisioni senza essere collegati con un computer a terra, la MAS ha oltre 15 dispositivi di edge computing per elaborare i dati a bordo. La logica decisionale basata sul software ODM viene eseguita come un carico di lavoro marginale sulla nave. Tutti i dispositivi edge vengono coordinati dall’Edge Application Manager di IBM. In mare il capitano dell’IA della MAS si affida ai consigli di ODM, agli aggiornamenti attuali e a quelli previsionali di The Weather Company, per valutare continuamente le opzioni, evitare i pericoli e prendere decisioni sulla navigazione. Una funzione Safety-Manager, in esecuzione su Red Hat Enterprise Linux, supporta le decisioni del capitano dell’IA.

Per quanto concerne l’hardware sulla MAS, viene impiegata una gran varietà di computer: oltre ai server Power Systems AC922 di IBM[vi] specializzati in IA, ci sono i moduli NVIDIA Jetson[vii] che sono specializzati su macchine autonome, sull’IA e sull’edge computing – ad un bassissimo consumo di energia – nonché su computer basati su Intel e su ulteriori computer appositamente realizzati.

 

Un presagio del futuro

La nave autonoma Mayflower è un presagio del futuro. Guidata da un capitano dell’IA e alimentata dall’automazione di IBM, la nave dimostrerà fino a che punto l’IA già oggi permetta la navigazione autonoma. Per il trasporto marittimo, in generale, il trasporto mercantile globale e innumerevoli altri settori, questo avrà un impatto enorme a lungo termine.

UMB è l’unico partner di IBM in Svizzera con l’Elite Speciality Status per IBM Power e Storage in Svizzera. Un know-how sopra la media – sia nel settore dell’hardware IBM, sia in quello del software e dei servizi – garantisce una collaborazione di grande successo. Non esitate a contattarci per ricevere ulteriori informazioni.

 

[i] Promoting Marine Research and Exploration (promare.org)

[ii] IBM News Room - Mayflower Then and Now

[iii] Mayflower Autonomous Ship (mas400.com)

[iv] Sea change — setting a new course for ocean research

[v] The Weather Company, an IBM Business | Accurate Weather Technology & Data

[vi] IBM Power System AC922 - Overview | IBM

[vii]Jetson Xavier NX Developer Kit | NVIDIA Developer