Liberare il potenziale della geo-intelligenza nel settore minerario grazie alla fusione dei dati
La società moderna fa grande affidamento su notevoli quantità di risorse minerarie essenziali per macchinari, veicoli, dispositivi elettronici, smartphone e computer. Date le previsioni di aumento della domanda di minerali dovuto alle energie rinnovabili, ai veicoli elettrici e alle tecnologie elettroniche avanzate, l’industria mineraria dovrà affrontare sfide significative. In tal senso, le operazioni minerarie si trovano dinanzi alla necessità di dare priorità alla sicurezza dei lavoratori e alla protezione dell’ambiente, nonostante le difficoltà poste dalla scarsità di giacimenti di alto livello e alla frequente localizzazione di quelli esistenti in aree remote o densamente popolate. Marko Paavola, ricercatore presso il Centro finlandese di ricerca tecnologica VTT e coordinatore del progetto Goldeneye, finanziato dall’UE, afferma: «Gli sviluppi nel campo dell’automazione e dell’osservazione della Terra cambieranno notevolmente il futuro dell’attività mineraria. Il monitoraggio delle attività estrattive, come la localizzazione dei dipendenti, la stabilità dei pendii delle miniere, la gestione delle risorse e il controllo dell’ambiente saranno settori che vedranno notevoli progressi nel prossimo futuro.» Paavola sottolinea che la chiave di questa evoluzione risiede nello sfruttamento di più fonti di dati, ovvero immagini satellitari, rilievi aerei e droni, nonché di sensori o strumenti in situ.
Una piattaforma intelligente e di facile utilizzo per automatizzare l’industria mineraria
Il consorzio di Goldeneye sta sviluppando una piattaforma basata sull’intelligenza artificiale (IA) che consente nuove modalità di utilizzo dei dati di osservazione della Terra nell’industria mineraria. «La piattaforma Golden AI fonde i dati forniti da satelliti, droni e sensori in situ con una pre-elaborazione automatica dei dati e strumenti di visualizzazione all’avanguardia al fine di fornire mappe analitiche facilmente accessibili agli operatori dei siti minerari, eliminando la necessità che dispongano di approfondite conoscenze in merito alla raccolta e all’elaborazione dei dati», osserva Paavola. La fusione dei dati integra i dati provenienti da due o più fonti sulla stessa area con risoluzioni comparabili, migliorandone significativamente la qualità. Il processo può risultare inoltre utile anche per dati che differiscono a livello di risoluzione spaziale o temporale. «Ad esempio, la risoluzione temporale dei dati satellitari a bassa risoluzione e a bassa frequenza può essere migliorata integrando dati provenienti da fonti caratterizzate da una maggiore risoluzione e una frequenza più elevata», spiega Paavola. La piattaforma Golden AI consente inoltre di combinare i dati geofisici provenienti da missioni realizzate con droni e misurazioni di spettroscopia Raman in situ o di imaging iperspettrale attivo, producendo una fusione che viene aggiunta a un insieme di dati pronti per l’analisi generati nella struttura Data Cube dell’Agenzia spaziale europea al fine di essere riutilizzati. Questa innovativa piattaforma permette di automatizzare il riconoscimento di modelli noti nei dati fusi creando specifici pacchetti di conoscenze basati sull’IA sviluppati per diversi casi d’uso che sono indipendenti dal linguaggio e dagli strumenti di sviluppo, da cui ne deriva la possibilità di utilizzare qualsiasi strumento di IA compatibile con la piattaforma Golden AI.
Dimostrazioni tecnologiche di successo
Goldeneye ha condotto con successo varie campagne sul campo in diversi paesi europei, mettendo in atto diversi casi d’uso riguardanti il rilevamento di minerali, il monitoraggio della sicurezza, la gestione operativa, il monitoraggio dei rischi geologici e il monitoraggio ambientale. «Le nostre soluzioni di monitoraggio ambientale automatizzato sono state fondamentali per la sorveglianza di grandi corpi idrici come laghi e bacini di decantazione, nonché per rilevare lo spostamento del suolo in aree di vasta superficie, riducendo lo sforzo umano di almeno il 50%», osserva Paavola. Tecnologie all’avanguardia come la mappatura 3D basata su droni e il rilevamento elettromagnetico, se implementate congiuntamente alle migliori pratiche di prospezione mineraria, contribuiscono a ridurre gli sforzi umani compiuti al fine di individuare gli obiettivi di prospezione di oltre l’80%. Si tratta di metodi in grado di mitigare significativamente l’impatto ambientale generato dalle attività di prospezione, riducendo di almeno il 60% i volumi di perforazione. Per quanto riguarda le operazioni minerarie, la tecnologia concepita da Goldeneye ha migliorato le attività di pianificazione, consentendo di ridurre del 40% il consumo energetico associato alle operazioni di esplosione e perforazione. «Combinando diverse fonti di dati, la piattaforma Golden AI fornisce strumenti di nuova generazione per la sicurezza nell’estrazione mineraria, il monitoraggio ambientale e la mappatura mineralogica. La sua architettura di alto livello funge da base per la traduzione in realtà di una soluzione economica, scalabile e commercialmente valida; inoltre, il progetto è flessibile e aggiornabile, pronto a incorporare nuove tecnologie in futuro», conclude Paavola. Il team di Hypermine, attivo presso VTT, centro partner del progetto, sta continuando a sviluppare il rilevamento mineralogico basato sul laser per applicazioni minerarie. Secondo quanto affermato da Mikhail Mekhrengin, responsabile dello sviluppo, la soluzione è in fase di sperimentazione in varie miniere sudafricane e brasiliane. L’équipe, inoltre, è alla ricerca di capitale di rischio.
Parole chiave
Goldeneye, estrazione mineraria, drone, satellite, telerilevamento, monitoraggio ambientale, piattaforma Golden AI, fusione di dati, osservazione della Terra