Cesta A., Cortellessa G., Oddi A., Policella P.
Le missioni spaziali sono applicazioni di frontiera difficile banco di prova anche per i piu' recenti sviluppi delle tecnologie informatiche.
In esse si integrano non solo necessita' di efficienza ma anche di flessibilita' e robustezza su problemi di riferimento intrinsecamente difficili.
In quest'area, hanno trovato applicazione varie tecniche di Intelligenza Artificiale tra cui quelle di pianificazione e scheduling.
Tali tecniche sono l'oggetto di studio in un gruppo di ricerca attivo da anni presso l'Istituto di Scienze e Tecnologie Cognitive del CNR (ISTC-CNR). Il gruppo ha sviluppato tecniche di rappresentazione, algoritmi specifici e metodologie di trasferimento tecnologico per sistemi software in applicazioni reali. Questo insieme di competenze e' stato applicato dal Novembre 2000 al Luglio 2002 allo studio di uno specifico problema di pianificazione nella missione spaziale MARS EXPRESS che verra' lanciata da ESA nel corso del 2003 per avere una sonda orbitante intorno a Marte nel Gennaio 2004 e per i due anni successivi.
Risultato dello studio (Contratto ESA 14709/00D/IM) e' un sistema software, denominato MEXAR che e' in corso di avanzata sperimentazione presso il centro ESA-ESOC di Darmstadt. Il sistema affronta il problema della sintesi delle operazioni di trasmissione a terra dei dati dalla sonda spaziale durante i periodi di visibilita' della stazione ricevente. L'obiettivo e' gestire flessibilmente i banchi di memoria di bordo evitando perdite di dati e garantendo ragionevoli tempi di disponibilita' a terra dei dati scientifici. Il problema sottostante e' stato dimostrato avere complessita' combinatoria elevata. MEXAR modella il problema servendosi di una rappresentazione a vincoli sviluppata proprio per il problema. Su tale rappresentazione una famiglia di algoritmi estrae soluzioni di diversa efficacia. Infine un modulo di interazione con il risolutore permette agli utenti (i pianificatori di missione della stazione di terra) diversi gradi di intervento sul processo risolutivo che vanno dalla semplice ispezione del problema corrente, alla scelta di parametri per l'algoritmo risolutore, dall'apportare cambiamenti al problema corrente, all'esplorare lo spazio delle soluzioni componendo diversi algoritmi di base.
Il sistema MEXAR e' un esempio di una metodologia che approccia il supporto alla risoluzione di problemi integrando varie tecniche di base (programmazione a vincoli, euristiche per la pianificazione e lo scheduling, interazione intelligente) per ottenere un approccio integrato a problemi reali. Nella applicazione specifica e' importante rilevare come preservando le competenze dei pianificatori umani si sia progettato un ambiente che fornisce delle capacita' aggiuntive che conservano le responsabilita' strategiche dell'operatore umano facilitando il suo intervento sul problema in un ambiente di lavoro misto "uomo - risolutore automatico".
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