Creare un digital twin della Terra per studiare i cambiamenti climatici e affrontarli meglio. È l’obiettivo per cui è stato ideato Destination Earth (DestinE), un progetto avviato dalla Commissione Europea che intende sviluppare – su scala globale – un modello digitale della Terra altamente accurato per monitorare e prevedere l’interazione tra fenomeni naturali e attività umane. “Nell’ambito del Green Deal e della strategia digitale della Commissione europea, DestinE contribuirà al raggiungimento degli obiettivi della doppia transizione, verde e digitale”, spiega la stessa Commissione UE. L’Italia, come vedremo, ha una ruolo importante in questo progetto.

Ma non c’è solo l’UE a pensare a un modello di questo genere: anche gli Stati Uniti, attraverso la National Oceanic and Atmospheric Administration hanno scelto Lockheed Martin e Nvidia per costruire un prototipo di gemello digitale della Terra per accelerare il monitoraggio e la previsione ambientale, compresa la ricerca sul clima.

Digital Twin of the Earth: il progetto ESA che sta sorgendo in Italia

I digital twin sono repliche virtuali di dispositivi fisici che si possono utilizzare per eseguire simulazioni prima di costruire e distribuire i dispositivi reali. Quando si parla di digital twin, l’Internet of Things ha una parte. Infatti, i gemelli digitali possono anche prendere i dati IoT in tempo reale e applicare l’intelligenza artificiale e l’analisi dei dati per ottimizzare le prestazioni.

Finora i gemelli digitali sono stati impiegati in contesti industriali, per ottimizzare impianti o per prendere decisioni aziendali più mirate. I benefici dei gemelli digitali possono essere colti anche per affrontare i cambiamenti climatici. Da qui è partita la riflessione alla base del progetto Destination Earth. A realizzarlo saranno diversi attori: la Commissione UE, innanzitutto; l’Agenzia spaziale europea (ESA), il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio raggio (ECMWF) e l’Organizzazione europea per lo sfruttamento dei satelliti meteorologici (EUMETSAT) svilupperanno gradualmente il sistema, creando una piattaforma centrale che ospiterà repliche digitali dei sistemi terrestri e dei fenomeni naturali, chiamate Digital Twins. Che ruolo ha l’IoT lo spiega la stessa Commissione UE: una delle parti essenziali di DestinE è il Data Lake. Si tratta del consolidamento dei dati europei preesistenti di Copernicus, dei dati dei tre enti attuatori di Destination Earth (ESA, EUMETSAT ed ECMWF) e di altre fonti, come appunto l’Internet of Things e i dati socio-economici. Integra inoltre i nuovi dati che deriveranno dai gemelli digitali, creando uno spazio dati coerente e autonomo di Destinazione. Fornirà l’accesso ai dati necessari per le operazioni dei Gemelli Digitali e della Piattaforma di servizi di base e ospiterà i dati degli utenti, condivisi con la comunità degli utenti di DestinE

Lo specifico progetto Digital Twin of the Earth (digital twin della Terra) condotto dall’Agenzia spaziale è un modello digitale del nostro pianeta, impiegando dati satellitari e integrandoli con tecnologie digitali. Come riporta Ansa, all’Esrin (Centro dell’Esa in Italia) è nato il nuovo centro scientifico che ospita il progetto. Accanto al modello dell’Antartide, si sta delineando quello dei corsi d’acqua delle aree che si affacciano sul Mediterraneo.

USA: Supercomputer e AI per il gemello digitale del NOAA

I digital twin della Terra possono aiutarci a gestire la crisi climatica? La risposta è sì, se si intendono sviluppare le migliori strategie di mitigazione e adattamento a partire da modelli climatici in grado di prevedere il clima in diverse regioni del pianeta per decenni.

Su questi presupposti Nvidia aveva annunciato a fine 2021 Earth-2 come “il più potente supercomputer di intelligenza artificiale del mondo dedicato alla previsione dei cambiamenti climatici. Il sistema creerà un gemello digitale della Terra nell’Omniverso”.

Da dove parte questo progetto? Dalla consapevolezza che servono simulazioni climatiche molto più mirate di quelle odierne, configurate con risoluzioni da 10 a 100 chilometri.

Pochi giorni fa Lockheed Martin e Nvidia hanno annunciato un gemello digitale delle osservazioni della Terra guidato dall’intelligenza artificiale che fornirà alla National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) “un approccio efficiente e centralizzato per monitorare le attuali condizioni ambientali globali”, compresi gli eventi meteorologici estremi.

Il nuovo Earth Observations Digital Twin – digital twin della Terra sviluppato in base a un contratto con Lockheed Martin Space, in collaborazione con Nvidia – fornirà alla NOAA una rappresentazione ad alta risoluzione, accurata e tempestiva delle condizioni globali, utilizzando le attuali osservazioni satellitari e terrestri.

Per il progetto, la piattaforma OpenRosetta3D di Lockheed Martin utilizzerà intelligenza artificiale e machine learning per elaborare le osservazioni provenienti da più fonti e rilevare le anomalie. Nvidia Omniverse Nucleus, il motore di collaborazione e database della sua piattaforma di simulazione del mondo Omniverse, convertirà i dati nel framework Universal Scene Description, consentendo la condivisione dei dati tra più strumenti e tra ricercatori. Agatha, una piattaforma di visualizzazione sviluppata da Lockheed Martin, elaborerà i dati in arrivo da Omniverse Nucleus e consentirà agli utenti di interagire con essi in un ambiente 3D incentrato sulla Terra.

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