Scheda ML4ARS FINAL




Informazioni generali

Machine Learning per Alta Risoluzione Spaziale

ML4ARS

Progetto

Progetto

R & D

RSN5

Attività: Nuova; Data inizio: 2023; Data fine: 2026

alessio.turchi alessio.turchi@inaf.it

ML4ARS è un'attività di ricerca e sviluppo incentrata sul machine learning (ML) applicato a problemi di alta risoluzione spaziale, in particolare ottico e infrarosso assistito da sistemi di ottica adattiva (AO). La performance dei sistemi AO è influenzata da molteplici variabili. Tipicamente questi sistemi vengono modellizzati con sistemi di simulazione end-to-end o con tecniche analitiche, ma ciascuno di questi approcci ha delle limitazioni intrinseche dovute alle semplificazioni apportate. Le tecniche di ML, sfruttando tutti i dati prodotti dalla telemetria dello strumento, dalla sensoristica e dalle condizioni atmosferiche hanno la potenzialità di integrare i limiti degli approcci sopra menzionati per ottimizzare le performance delle osservazioni AO-assisted.

ML4ARS is an R&D activity centered on Machine Learning techniques applied to high angular resolution problems. Specifically to the Adaptive Optics (AO) assisted optical and infrared observations. Performances of AO systems are influenced by multiple variables. Typically, these systems are modeled with end-to-end simulations or with analytical techniques, however each of the previous methods have intrinsic limitations due to the applied simplifications. ML techniques, by exploiting all the data produced by the instrument telemetry, by the telescope sensors and by meteorological simulations, have the potentiality to integrate the limits of the previous approaches and optimize the performances of AO-assisted observations.

Tecnologie per Astronomia Ottica ed Infrarossa

Tecnologie Informatiche e software

Tecnologie per osservazioni da Terra

Infrastrutture da Terra (sviluppo/operazioni)


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 4
Struttura Nfte N0 TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Nex Extra
O.A. ARCETRI 2 0 0.40 0.40 0.40 0.00 0.00 0.00 0 0.00
Totali 2 0 0.40 0.40 0.40 0.00 0.00 0.00 0 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2023 Certi 2024 Certi 2025 Presunti 2023 Presunti 2024 Presunti 2025
0.0 0.0 0.0 44.0 6.0 0.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1117/12.2629501 Titolo: Optical turbulence forecast over short timescales using machine learning techniques Autori:Alessio Turchi and Elena Masciadri and Luca Fini Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2022
2 10.1117/12.2629455 Titolo: PSF nowcast using PASSATA simulations: towards a PSF forecast Autori:Alessio Turchi and Guido Agapito and Elena Masciadri and Olivier A. Beltramo-Martin and Julien Mill .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2022
3 10.1117/12.2629287 Titolo: Towards operational turbulence forecast systems at different time scales Autori:Elena Masciadri and Alessio Turchi and Luca Fini Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2022
4 10.1117/12.2562097 Titolo: Operational forecast of the PSF figures of merit Autori:Alessio Turchi and Guido Agapito and Elena Masciadri and Olivier Beltramo-Martin and Enrico Pinna a .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2020
5 10.1093/mnras/staa2210 Titolo: High-accuracy short-term precipitable water-vapour operational forecast at the Very Large Telescope and perspectives for sky background forecast Autori:A Turchi and E Masciadri and P Pathak and M Kasper Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2020
6 10.1093/mnras/stz3342 Titolo: Filtering techniques to enhance optical turbulence forecast performances at short time-scales Autori:E Masciadri and G Martelloni and A Turchi Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2019
7 10.1117/12.2312480 Titolo: Evaluation of filtering techniques to increase the reliability of weather forecasts for ground-based telescopes Autori:Alessio Turchi and Elena Masciadri and Gianluca Martelloni Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2018
8 10.1117/12.2629983 Titolo: Machine learning techniques for piston sensing Autori:Fabio Rossi and Cedric Plantet and Anne-Laure Lucie Ceffot and Guido Agapito and Enrico Pinna .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2022



Informazioni Pubbliche

<p>Astroinformatics; Astronomy data analysis; Computational Methods; Adaptive optics; Astronomical seeing; Observational astronomy<br></p>

<p>INAF is leader of Adaptive Optics development and Optical Turbulence research. INAF also have major ongoin projects based on the above topics, including top-class AO instruments for the nex generation ELT-class telescopes (FLAO, SOUL, ERIS, MAVIS, MORFEO) and OT/atmospheric prediction serviced for LBT and VLT telescopes </p>

<p>INAF-OAA; LBT; VLT; <span style="font-size:11pt;font-family:Arial;color:#000000;background-color:transparent;font-weight:400;font-style:normal;font-variant:normal;text-decoration:none;vertical-align:baseline;white-space:pre;white-space:pre-wrap;">Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (France); Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Centre (Canada)</span></p>


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 alessio.turchi alessio.turchi@inaf.it O.A. ARCETRI Y TECNOLOGO Machine learning development X X X X X X X OK
2 guido.agapito guido.agapito@inaf.it O.A. ARCETRI Y TECNOLOGO Responsabile sviluppo software AO X X X X X X X OK
3 fabio.rossi fabio.rossi@inaf.it O.A. ARCETRI N TECNOLOGO Machine Learning development X X X X X X X OK
4 elena.masciadri elena.masciadri@inaf.it O.A. ARCETRI Y DIRIGENTE DI RICERCA Optical turbulence expert X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

A questa scheda è collegata la richiesta di Data Analysis Grant "Machine Learning for Adaptive Optics" che mira a garantire le necessarie risorse hardware per lo svolgimento del progetto.


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 Data Analysis Grant Machine Learning for Adaptive Optics 0 0 0 44 6 0 0 50


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€)