Surya, il modello di IA di IBM e NASA che prevede il meteo solare

Le previsioni metereologiche non sono limitate alla terra, ma si estendono sino allo spazio. E sono fondamentali: poter prevedere il meteo solare infatti permette di proteggere meglio le infrastrutture spaziali critiche, come quelle per la navigazione GPS, le reti elettriche e quelle di comunicazione, che sono influenzate dall'attività solare. 

Per effettuare previsioni con la massima precisione possibile, NASA e IBM hanno unito le forze e dato vita a Surya, il primo modello di IA per la fisica solare. Parliamo di un'IA addestrata su dati di osservazioni solari ad alta risoluzione, che offre insight sulle superfici dinamiche del Sole, aiutando a pianificare la meteorologia solare che può disturbare le tecnologie sulla Terra e nello spazio. 

Surya, il primo modello di IA sulla fisica solare

I fenomeni di attività solare, quali brillamenti ed espulsioni di massa coronale, hanno il potenziale di compromettere l’operatività dei satelliti, generare anomalie nei sistemi di navigazione aerea, indurre blackout su larga scala nelle reti elettriche e incrementare l’esposizione a radiazioni ionizzanti per gli equipaggi spaziali.

In un contesto caratterizzato da crescente dipendenza dalle infrastrutture spaziali e da un’intensificazione dei programmi di esplorazione extraterrestre, lo sviluppo di modelli predittivi accurati risulta ormai strategico.

L'impatto di una tempesta solare potrebbe essere devastante, arrivando a danneggiare i satelliti che gestiscono i sistemi di navigazione, creando così enormi disagi al traffico aereo e aumentando l'esposizione alle radiazioni dei viaggiatori. Non solo: anche l'agricoltura moderna si affida massicciamente a tecnologie come il GPS, in particolare per l'agricoltura intensiva e di precisione, e una tempesta solare potrebbe avere un impatto anche sulla produzione alimentare. 

Secondo una scala di rischio sistemica creata da Lloyd's, l'economia globale potrebbe essere esposta a perdite pari a 2.400 miliardi di dollari in cinque anni; la minaccia di un’ipotetica tempesta solare porterebbe a un'aspettativa di perdita di 17 miliardi.

Grazie a Surya, gli esperti hanno ora a disposizione nuovi strumenti per pianificare le tempeste solari, che possono compromettere l'infrastruttura tecnologica della Terra.

Le sfide tecniche per il progetto Surya

Storicamente, le previsioni meteo spaziali si basano su osservazioni parziali del Sole tramite satelliti. Surya, invece, è addestrato sul più grande dataset curato di dati delle osservazioni del Sole ad alta risoluzione, ed è in grado di prevedere brillamenti solari e la velocità dei venti solari, analizzare lo spettro solare ultravioletto e l'emergere di regioni attive sul Sole. Queste immagini solari sono dieci volte più grandi dei tipici dati di addestramento dell'IA e richiedono una soluzione multi-architettura personalizzata per gestire la crescita su scala mantenendo l'efficienza.

Dai primi test, emerge che Surya migliori l'accuratezza delle previsioni del 16%.

"Stiamo facendo incredibili passi avanti nella scienza guidata dai dati, incorporando la profonda esperienza scientifica di NASA negli ultimi modelli di IA", spiega Kevin Murphy, Chief Science Data Officer presso NASA. "Sviluppando un foundation model addestrato sui dati di fisica solare di NASA, rendiamo più facile analizzare le complessità del comportamento del Sole con velocità e precisione senza precedenti. Questo modello imposta una comprensione più ampia di come l'attività solare influenzi i sistemi e le tecnologie critici su cui tutti sulla Terra facciamo affidamento".