Il software di intelligenza artificiale (IA) per il settore marittimo applica l’intelligenza artificiale, l’apprendimento automatico, l’elaborazione dei dati dei sensori e il processo decisionale autonomo ai veicoli di superficie e subacquei senza equipaggio. Questi sistemi supportano la navigazione, la percezione, la prevenzione delle collisioni, la pianificazione delle missioni, il monitoraggio delle condizioni e l’analisi dei dati a bordo di USV, UUV, ROV e AUV.
Questa pagina presenta le aziende produttrici di software di intelligenza artificiale marittima che supportano rilievi idrografici, monitoraggio ambientale, ispezioni offshore, sorveglianza marittima e missioni di difesa.
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Piattaforma software di intelligenza artificiale per l'edge indipendente dall'hardware per sistemi intelligenti
Soluzioni intelligenti per l'elaborazione dei radar marini: percezione avanzata e consapevolezza situazionale per imbarcazioni senza equipaggio e autonome
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Il software di intelligenza artificiale marittima applica l’intelligenza artificiale, l’apprendimento automatico, l’elaborazione avanzata dei dati e tecniche di processo decisionale autonomo a imbarcazioni, piattaforme robotiche, sensori e operazioni marittime. Questi sistemi sono in grado di interpretare i dati ambientali, supportare la navigazione, automatizzare le attività operative, identificare oggetti e ottimizzare le rotte. L’intelligenza artificiale opera solitamente all’interno di un’architettura di autonomia più ampia che comprende anche funzioni di controllo deterministico e di sicurezza.
L’intelligenza artificiale marittima riveste particolare importanza per i sistemi senza equipaggio e quelli a comando remoto, in cui le comunicazioni possono risultare intermittenti e il software di bordo deve rispondere senza un intervento umano costante. Le soluzioni di IA marittima sono in grado di integrare sensori di navigazione, carichi utili, sistemi di controllo e computer periferici per garantire la consapevolezza situazionale e l’autonomia a livello di missione.
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Il software di navigazione autonoma consente ai veicoli marini di stimare la propria posizione, seguire rotte e reagire alle condizioni mutevoli. Un sistema di guida marittimo basato sull’intelligenza artificiale può combinare il Sistema Globale di Navigazione via Satellite (GNSS), la navigazione inerziale, il radar, il sonar e le telecamere. I veicoli sommersi possono inoltre avvalersi del posizionamento acustico, dei Doppler Velocity Log (DVL), dei sensori di profondità e della navigazione relativa al terreno, poiché i segnali GNSS non penetrano nell’acqua di mare.
Il software di percezione converte le informazioni grezze dei sensori in una visione interpretata dell’ambiente circostante. I modelli di apprendimento automatico possono aiutare a rilevare e tracciare imbarcazioni, oggetti galleggianti, strutture, caratteristiche del fondale marino o altri bersagli. Un’efficace elaborazione dei dati dei sensori marini basata sull’intelligenza artificiale spesso combina diverse modalità di rilevamento, poiché le condizioni meteorologiche, lo stato del mare, la visibilità e le condizioni sottomarine possono influire sui singoli sensori.
Il software per la prevenzione delle collisioni valuta gli ostacoli, i movimenti delle imbarcazioni, i vincoli di navigazione e le rotte prima di generare opzioni di manovra. Il software marittimo basato sull’intelligenza artificiale può prevedere il comportamento delle imbarcazioni vicine e ricalcolare le rotte al variare delle condizioni. Per le operazioni di superficie autonome, queste funzionalità possono supportare una navigazione progettata in conformità con il Regolamento internazionale per la prevenzione delle collisioni in mare (COLREGs), insieme a vincoli di sicurezza convalidati e a un rilevamento affidabile.
Il software di pianificazione delle missioni definisce rotte, aree di rilevamento, comportamenti, compiti relativi al carico utile e limiti operativi. I software di robotica marina più avanzati sono in grado di modificare il comportamento in risposta alle condizioni ambientali, ai rilevamenti dei sensori, al consumo energetico o alle priorità della missione. La gestione della flotta può estendere tali funzionalità a più veicoli, con un monitoraggio centralizzato di posizione, stato tecnico, stato del carico utile e avanzamento della missione.
Il software di monitoraggio delle condizioni basato sull’intelligenza artificiale analizza i dati delle apparecchiature alla ricerca di variazioni che possano indicare guasti o degrado. I dati in ingresso possono includere vibrazioni, temperatura, carico elettrico, pressione, dati di propulsione, stato della batteria o altri dati telemetrici. Gli strumenti di manutenzione predittiva possono aiutare a stabilire le priorità di ispezione e manutenzione in base alle condizioni osservate, anziché limitarsi a intervalli fissi.
Le operazioni marittime generano grandi volumi di dati provenienti da sensori, sistemi di navigazione, dati acustici, immagini e dati ambientali. Il software di analisi basato sull’IA è in grado di filtrare le informazioni, individuare modelli ricorrenti, classificare le osservazioni ed evidenziare i dati che richiedono un’ulteriore valutazione. Nelle applicazioni di rilevamento marittimo basate sull’IA, l’elaborazione a bordo può ridurre il traffico di trasmissione su collegamenti di comunicazione con larghezza di banda limitata.
La visione artificiale consente ai sistemi marittimi di interpretare dati ottici, a infrarossi e altri dati basati su immagini. Le applicazioni marittime dell’IA possono utilizzare modelli di visione per il rilevamento delle imbarcazioni, il riconoscimento degli ostacoli, l’ispezione delle infrastrutture, la classificazione dei bersagli, l’assistenza all’attracco e le osservazioni ambientali. Le prestazioni dipendono dalla rappresentatività dei dati di addestramento e dalla robustezza nei confronti di abbagliamento, nebbia, scarsa illuminazione, spruzzi, riflessi e torbidità sottomarina.
L’IA può migliorare l’elaborazione dei dati radar, LiDAR, sonar e acustici attraverso il rilevamento, la classificazione, il tracciamento e la reiezione del rumore. Il radar supporta la consapevolezza situazionale in superficie, mentre il LiDAR fornisce informazioni spaziali dettagliate a breve raggio sopra la superficie dell’acqua e in alcune applicazioni in acque poco profonde e limpide, sebbene l’attenuazione ottica limiti la portata sott’acqua. L’elaborazione dei dati sonar è fondamentale per le applicazioni della tecnologia marina basata sull’IA sott’acqua, tra cui la mappatura dei fondali marini, il rilevamento di ostacoli, il riconoscimento dei bersagli e l’ispezione sottomarina.
Diverse classi di veicoli marini senza equipaggio utilizzano l’intelligenza artificiale in base al proprio ambiente, alle comunicazioni, ai sensori e all’autonomia di bordo.
Tali capacità sono rilevanti anche per i droni oceanici dotati di IA utilizzati per missioni di monitoraggio a lungo termine, rilevamento, ricerca o sicurezza.
L’intelligenza artificiale nel campo dei rilievi marini può contribuire a ottimizzare le rotte di rilevamento, elaborare i dati sonar e le immagini, identificare anomalie e stabilire le priorità delle aree che richiedono un’indagine. I sistemi autonomi possono adeguare le missioni in base alla profondità, al terreno, alla qualità dei sensori o alle caratteristiche rilevate. Le applicazioni includono rilievi batimetrici, mappatura degli habitat, lavori idrografici e raccolta di dati oceanografici.
I sistemi di IA marina possono supportare l’osservazione a lungo termine delle condizioni fisiche, chimiche, biologiche e meteorologiche. Il software può combinare le letture dei sensori ambientali con i dati di navigazione e di missione per determinare dove effettuare le misurazioni o quando modificare i modelli operativi. L’analisi a bordo consente di identificare eventi di interesse prima che i dati selezionati vengano trasmessi.
Il software di IA marittima può supportare l’ispezione e il monitoraggio di condotte, cavi, infrastrutture energetiche offshore, muri di banchina, strutture portuali e altre risorse marine. La visione artificiale e l’analisi dei dati sonar possono individuare elementi che richiedono un’analisi più approfondita, mentre la navigazione autonoma consente percorsi di ispezione ripetibili. Nei porti e negli approdi, i sistemi di percezione possono fornire assistenza nella gestione del traffico, nell’attracco e nelle manovre.
L’intelligenza artificiale è in grado di combinare dati provenienti da radar, immagini elettro-ottiche, sensori acustici, dati del Sistema di Identificazione Automatica (AIS) e altre informazioni per ottenere un quadro operativo completo. Le soluzioni di IA marittima possono identificare modelli di movimento insoliti, classificare i contatti, tracciare le rotte e stabilire le priorità delle informazioni da sottoporre a revisione umana. Le piattaforme senza equipaggio possono estendere la sorveglianza laddove operazioni continue con equipaggio sarebbero difficili o inefficienti.
Le applicazioni di IA marittima orientate alla difesa includono la ricognizione autonoma, le contromisure antimine, il rilevamento subacqueo, la classificazione dei bersagli, la ricognizione delle rotte e il rilevamento distribuito. Gli strumenti di IA utilizzati dalle organizzazioni di difesa nelle operazioni marittime possono ridurre il carico di lavoro degli operatori filtrando i set di dati dei sensori e supportando risposte autonome. La supervisione umana, la garanzia della qualità del software, la sicurezza informatica, la verifica e la convalida, nonché i vincoli operativi definiti, rimangono fondamentali per le decisioni critiche in termini di sicurezza o di missione.
Lo sviluppo si concentra sempre più sul rendere l’autonomia marittima più capace, adattabile e pratica in ambienti in cui la connettività e le risorse di calcolo sono limitate.
I continui progressi nell’elaborazione dati a bordo, nei sistemi di rilevamento, nella simulazione e nel processo decisionale autonomo stanno ampliando la gamma di missioni che il software di IA marittima è in grado di supportare nei sistemi robotici sia di superficie che subacquei.
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