Mexar2 rivela i segreti di Marte

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Dati e informazioni dal Pianeta Rosso continuano oggi ad arrivare in maggiore quantità e nel minor tempo possibile grazie a un software basato su tecniche di intelligenza artificiale, realizzato dall'Istituto di scienze e tecnologie della cognizione (Istc) del Cnr di Roma. Il sistema Mexar2 è operativo dal febbraio 2005 e ha permesso di ottimizzare la qualità della trasmissione dei dati inviati a Terra, riducendo del 50% i tempi necessari alla loro produzione e quelli di utilizzo delle stazioni di Terra, con un forte risparmio anche economico.

La sfida, all'epoca del lancio della sonda, consisteva nella trasmissione delle informazioni alla Terra nel momento giusto e nella sequenza corretta, evitando che i nuovi dati raccolti sovrascrivessero la limitata memoria di bordo, portando alla perdita definitiva dei pacchetti di informazioni raccolte.

"Il problema del ritorno a Terra dei dati prodotti dalle osservazioni scientifiche si è rivelato particolarmente critico", spiega Amedeo Cesta dell'Istc-Cnr. "Si trattava di fronteggiare non poche difficoltà nel gestire la fitta 'agenda' delle osservazioni richieste dagli scienziati ai sofisticati strumenti di bordo oppure di sfoltire limitare tale quantità,  riducendo anche le opportunità di conoscenza. Mexar2 ha dimostrato come l'applicazione di tecniche di intelligenza artificiale per risolvere problemi di planning e scheduling, di rappresentazione della conoscenza e di interazione uomo-macchina, possano essere efficacemente utilizzate per supportare le attività di 'mission planning' nell'ambito delle missioni spaziali. L'uso regolare e tuttora in corso di Mexar2 da parte del team di Mars Express ha dunque sensibilmente migliorato la qualità e i tempi di generazione dei piani di trasferimento dati della sonda e ha cambiato l'approccio risolutivo al problema".

L'architettura di Mexar2 è composta da due moduli: il Problem Solver (Ps), che modella le entità rilevanti del domino come un problema di soddisfacimento di vincoli (Constraint Satisfaction Problem-Csp) e che utilizza un 'portfolio' di algoritmi risolutivi; un secondo modulo, l'interfaccia uomo-macchina (Man-Machine Interface-Mmi), che interagisce con l'utente  permettendogli di mantenere il controllo sul processo risolutivo. Aspetto quest'ultimo fondamentale per il successo di un tool tecnologico nelle applicazioni di mission planning dove la parola finale lasciata all'uomo è un vincolo imprescindibile.

"Mexar2 consente di valutare le osservazioni scientifiche programmate a breve e medio termine", conclude Cesta, "modificando le attività degli strumenti rispetto alle possibili situazioni di sovraccarico dei canali di comunicazione. In definitiva, l'uso dello strumento di supporto ha consentito non solo di minimizzare la perdita di dati durante le trasmissioni, ma anche, sul lungo termine, di incrementare l'attività di osservazione scientifica di Mars Express, dimostratasi longeva rispetto alle aspettative iniziali".

Il successo di Mexar2 ha agevolato il proseguimento della collaborazione tra Cnr ed Esa nell'ambito della ricerca spaziale. L'Istc-Cnr ha realizzato altri due altri sistemi tuttora in uso (Raxem e MrSpock) e ha partecipato a due progetti rivelatisi strategici per l'Agenzia: Apsi, dedicato allo sviluppo di software per i sistemi di pianificazione di missione, e Goac, sullo sviluppo di una nuova generazione di controllori per robot marziani.

Paola Colapinto

Fonte: Amedeo Cesta, Istituto di scienze e tecnologie della cognizione, Roma, tel. 06/44595320 , email amedeo.cesta@istc.cnr.it -

Per saperne di più: - dl.dropbox.com/u/6200896/x-web/JACIII-2011-final.pdf