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Nei prossimi mesi sono previste intense “piogge di dati” dallo spazio. Entro il 2030 , solo dalle migliaia di piccole antenne dello Square Kilometer Array Observatory sparse in Australia e Sudafrica, ne arriveranno 300 petabyte all’anno sull’origine delle stelle e l’evoluzione delle galassie. Già tra pochi mesi, l’Osservatorio Vera C. Rubin passerà da centinaia a milioni di rilevamenti annuali di supernovae, mentre le tante telecamere puntate verso il cielo invieranno sempre più fotografie e i telescopi a infrarossi sempre più avvistamenti di pianeti lontani. Occorrerebbero milioni e milioni di computer portatili per conservare tutte queste informazioni lasciando modo alla comunità scientifica di analizzarle. Serve un alleato. L’intelligenza artificiale? Di spazio non ne sa più di noi, ma coi dati, ci sa fare.
Un modo per leggere i dati
Guardando preoccupati un cielo che “minaccia” tempeste di numeri, non ci accorgiamo di essere già ora nel pantano. “È da anni che li sotto utilizziamo, oltre tutto selezionando in modo grossolano quelli da conservare. Ora l’AI ci può aiutare a farlo in modo più accurato”, spiega Stefano Cavuoti dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) di Napoli.
Assieme a Demetra De Cicco, ricercatrice dell’Università di Napoli Federico II, questo ricercatore ha appena sviluppato un metodo che utilizza l’intelligenza artificiale per migliorare lo studio delle curve di luce. “Sfruttiamo il transfer learning, una la tecnica di apprendimento che usa un modello addestrato su un compito specifico come punto di partenza per un altro compito – spiega -. In questo modo si riesce a ottenere un insieme di dati così ampio e definito da permetterci di identificare ‘epoche problematiche’ nuove, informazioni potenzialmente preziose finora gettate, utilizzando metodi di selezione dati poco accurati” spiega. E con un guizzo di luce negli occhi confessa il forte desiderio di scoprire “cose mai viste”.
L’AI punta ai satelliti
“Un tempo succedeva, quando ancora si analizzavano i dati a mano, poi sono diventati troppi da gestire così. Adesso, se potremo di nuovo farlo, sarà proprio grazie all’intelligenza artificiale – racconta -. In genere quando una nuova tecnologia sfonda, è perché promette cose nuove, o più veloci, o fatte meglio. In astronomia l’AI mantiene tutte e tre le promesse, a seconda dei casi”.
Quando si tratta di classificare oggetti, sapendo gestire più parametri e algoritmi, permette di abbandonare le rappresentazioni in 2D “dandoci accesso a mondi a più dimensioni che meglio rappresentano la complessità dell’universo – ci lascia immaginare Cavuoti – e se serve decidere dove vale la pena che un telescopio focalizzi, è in grado di farlo in modo estremamente rapido, ottimizzando l’uso di questo prezioso strumento”. In futuro, l’AI potrà aiutarci a selezionare direttamente in orbita quali dati conservare sui satelliti, per essere poi trasmessi a Terra. Permetterà di ottimizzarne lo spazio di memoria che già oggi rischia di terminare troppo presto, privandoci di nuovi dati. E di nuove scoperte.
Astronomi del futuro, imparate l’AI
Ogni volta che ci sono “lavori in corso”, non mancano gli scettici che osservano preoccupati. Ogni volta che si parla di AI, si temono l’effetto black box e i bias. Secondo Cavuoti, la scatola nera non è poi così nera: “Con alcuni trucchi riusciamo a capire come ragiona e opera un particolare modello. Il rischio esiste quando non sappiamo o non vogliamo riconoscerne i limiti, usandolo per compiti diversi da quelli per cui è stato pensato”. Quanto ai bias, in astronomia sarebbero da sempre parte del gioco. “A differenza di altri campi di ricerca, spesso non bastano fondi, tempo e studi per arrivare a soluzioni e si resta nel dubbio. Si può solo stare molto attenti che la parte di statistica sia robusta, e continuare a ricercare”.
Falsi allarmi, quindi, secondo Cavuoti, quelli lanciati da chi, guardando lo spazio, punta il dito contro l’AI non volendo vedere il vero pericolo: noi che la utilizziamo. “Sono saliti tutti sul carro della novità, ma chi non ha un’adeguata preparazione ne trasmette un uso errato, causando danni a lungo termine alle nuove generazioni”, spiega, con un’espressione sinceramente preoccupata, ma non arresa. “È un rischio che possiamo ancora evitare, se si agisce subito – aggiunge -. Serve introdurre l’intelligenza artificiale nelle università in cui si studia astronomia: tutti devono averne almeno un’infarinatura, anche se non hanno la minima intenzione di utilizzarla. In futuro non ne potremo fare a meno, saranno anzi sempre più necessarie ci siano persone che favoriscano la collaborazione tra esperti di AI e di astronomia, capendone entrambi i linguaggi. È urgente formate queste nuove figure: saranno presto indispensabili, se vogliamo continuare a studiare lo Spazio”.
