SandAI, lo strumento che guarda al passato tramite i granelli di sabbia

Roma – Si chiama SandAI, è uno strumento di intelligenza artificiale in grado di analizzare i granelli di sabbia al quarzo risalenti a centinaia di milioni di anni fa e ricostruire le informazioni su vento, fiumi, onde e movimenti glaciali che li hanno plasmati. Descritto sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, questo interessante risultato è stato raggiunto dagli scienziati della Stanford Doerr School of Sustainability. Il team, guidato da Michael Hasson, ha sviluppato uno strumento che può aprire una finestra unica sulle informazioni geologiche e archeologiche del passato, specialmente in relazione a quei periodi di cui esistono pochi altri indizi. L’approccio di SandAI, osservano gli studiosi, potrebbe anche contribuire alle indagini forensi sull’estrazione illegale di sabbia e questioni correlate. “Lavorare su depositi sedimentari che non sono stati disturbati o deformati – afferma Hasson – è un po’ come viaggiare nel tempo: ci permette di osservare cosa ci fosse sulla superficie della Terra, centinaia di milioni di anni fa. SandAI aggiunge un livello di dettaglio alle informazioni che possiamo ricavare da questi dati”. Finora, spiegano gli esperti, l’analisi microstrutturale veniva condotta attraverso lenti di ingrandimento e microscopi. La scienza moderna ha convalidato questo approccio, dimostrando che i meccanismi di trasporto effettivamente conferiscono firme rivelatrici. Ad esempio, i granelli più lontani nel tempo tendono ad apparire più smussati, così come onde e vento lasciano dei segni distintivi nei modelli di abrasione. Tali indagini richiedono però molto tempo e sono soggette all’interpretazione dell’osservatore. SandAI sfrutta la potenza dell’apprendimento automatico per esaminare a fondo le immagini microscopiche dei granelli di sabbia, e rende l’analisi più quantitativa, oggettiva e potenzialmente utile in un’ampia gamma di applicazioni. Gli scienziati hanno utilizzato una rete neurale basata sull’apprendimento automatico. Grazie all’aiuto di collaboratori in ogni parte del mondo, il gruppo di ricerca ha raccolto centinaia di immagini al microscopio elettronico a scansione di granelli di sabbia, rappresentanti materiali provenienti dagli ambienti terrestri più comuni: fluviale (fiumi e torrenti), eolico (sedimenti trasportati dal vento, come le dune di sabbia), glaciale e costiero. Il sistema è stato quindi addestrato grazie al set di dati, e ha raggiunto un grado di accuratezza del 90 per cento nel riuscire a discernere la provenienza dei granelli di sabbia. SandAI è stato pertanto capace di ricostruire la cronologia del trasporto dei granelli dall’era Giurassica fino all’epoca attuale. Successivamente, i ricercatori hanno sfidato lo strumento con immagini di granelli di sabbia raccolti in Norvegia che risalgono a più di 600 milioni di anni fa, al periodo criogeniano. SandAI ha ipotizzato che gli antichi granelli di sabbia fossero stati modellati e depositati come parte di una duna di sabbia trasportata dal vento, in accordo con alcuni studi microstrutturali manuali. Inoltre, poiché lo strumento analizza i singoli granelli di sabbia, anziché raggruppare più granelli in un’unica categoria, sono emersi altri dettagli. Mentre la firma dominante indicava effettivamente il trasporto del vento, una firma secondaria ha messo in luce la provenienza glaciale dei granelli. SandAI è disponibile online per chiunque voglia utilizzarlo. I ricercatori hanno in programma di continuare a svilupparlo sulla base del feedback degli utenti. “Ora – conclude Hasson – possiamo raggiungere conclusioni dettagliate sui depositi geologici che prima non potevamo conoscere. Non vediamo l’ora di valutare le altre possibili applicazioni”.(30Science.com)