Il Politecnico di Torino predice le tempeste solari con l'intelligenza artificiale

Il Politecnico di Torino, insieme all'Università di Genova, ha appena concluso un progetto di ricerca rivoluzionario che potrebbe cambiare il modo in cui affrontiamo uno dei fenomeni più spettacolari e pericolosi del nostro sistema solare: le tempeste solari.

Queste violente esplosioni del sole, rilasciano nello spazio enormi quantità di particelle cariche che, una volta arrivate sulla Terra, possono creare spettacolari aurore boreali, ma anche mandare completamente in tilt la nostra tecnologia: satelliti che smettono di funzionare, GPS che impazzisce, comunicazioni aeree interrotte e, nel peggiore dei casi, blackout elettrici in grado di mettere in ginocchio intere città.

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È qui che entra in gioco il progetto Alxtreme: grazie al lavoro congiunto dei due atenei, finanziato con un milione di euro dalla Fondazione Compagnia di San Paolo e dalla Fondazione Cassa Depositi e Prestiti, è stato infatti possibile creare di un sistema di intelligenza artificiale capace anticipare l'arrivo di questi fenomeni. A guidare per due anni il team di giovani ricercatori protagonisti dello studio - Gianluca Audone, Fabiana Camattari e Katsiaryna Bahamazava - è stata la professoressa Emma Perracchione, del Dipartimento di Scienze Matematiche. 

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COME FUNZIONA IL SISTEMA
Il funzionamento della piattaforma ideata dal team Alxtreme è più semplice di quanto si possa pensare: il sistema osserva in tempo reale i dati che arrivano dai satelliti e dagli strumenti a terra, poi li elabora per capire quando e se una gigantesca nube di plasma solare - tecnicamente chiamata "espulsione di massa coronale" - arriverà fino al nostro pianeta.

Invece di basarsi solo sui calcoli teorici o solo sui dati storici, il sistema è in grado di combinare le informazioni ottenendo previsioni molto più affidabili. I risultati sono impressionanti: il sistema riesce a fornire previsioni corrette in oltre il 95% dei casi, con qualche ora di anticipo.

La prova del nove è arrivata durante la supertempesta solare del maggio 2024, la più intensa degli ultimi decenni. In quell'occasione, i modelli sviluppati dal Politecnico hanno previsto l'arrivo della nube solare con un errore di soli 60 secondi: un livello di precisione mai raggiunto prima.

«AIxtreme mi ha dato l'occasione di rileggere in chiave moderna molti strumenti matematici troppo spesso considerati "fuori moda" e di intrecciarli con le visioni di fisici solari» spiega la professoressa Perracchione. «Ne è nata un'esperienza di innovazione che ha arricchito il Politecnico sia sul fronte dell'intelligenza artificiale che della fisica solare».

Gli strumenti sviluppati saranno presto integrati nella piattaforma del Centro eliofisico per lo space weather di Altec, che rappresenta il centro italiano di eccellenza per i servizi spaziali. Questo permetterà anche di ampliare il team di ricerca con l'ingresso di nuove figure specializzate, tra cui gli assegnisti e dottorandi Ludovico Bruni Bruno, Valeria Marras e Matteo Trombini.

NON SOLO TEMPESTE SOLARI: ARRIVA L'ALGORITMO PER I FULMINI
Il progetto Alxtreme ha portato alla nascita anche di Flashnet, un algoritmo per prevedere i fulmini sviluppato dall'Università di Genova. Considerando che in Italia si registrano oltre un milione e mezzo di fulmini ogni anno, di cui circa 200mila solo in Liguria, questo strumento potrebbe rivelarsi molto utile.

I primi test condotti dall'Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente Ligure hanno già dato risultati incoraggianti. Il prossimo obiettivo sarà estendere l'uso dell'algoritmo alla previsione della grandine, uno degli eventi atmosferici più difficili da stimare e più dannosi per l'agricoltura.

I risultati di entrambi gli studi hanno già ottenuto riconoscimento a livello internazionale, con diverse pubblicazioni su prestigiose riviste scientifiche come Nature Communications, Astronomy and Astrophysics e The Astrophysical Journal. Entrambi gli algoritmi, inoltre, sono già pronti per entrare in una fase di test presso enti e aziende, con l'obiettivo di arrivare a un uso stabile nella prevenzione dei rischi

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