_ AI pentru Pământ: Cum inteligența artificială și eforturile de știință deschisă ale NASA luptă împotriva schimbărilor climatice

Pe măsură ce evenimentele meteorologice extreme cresc în întreaga lume din cauza schimbărilor climatice, nevoia de cercetări suplimentare asupra planetei noastre care se încălzește a crescut, de asemenea. Pentru NASA, cercetarea climatică implică nu numai efectuarea de studii asupra acestor evenimente, ci și împuternicirea cercetătorilor externi să facă același lucru. Eforturile de inteligență artificială (AI) conduse de agenție oferă un instrument puternic pentru atingerea acestor obiective.

În 2023, NASA a făcut echipă cu IBM Research pentru a crea un model de fundație geospațială AI. Instruit pe cantități mari de date armonizate Landsat și Sentinel-2 (HLS) de la NASA, modelul oferă o bază pentru o varietate de studii bazate pe inteligență artificială pentru a aborda provocările de mediu. În conformitate cu principiile științei deschise, modelul este disponibil gratuit pentru accesul oricui.

Modelele de bază servesc drept bază de bază de la care oamenii de știință pot dezvolta un set divers de aplicații, permițând soluții puternice și eficiente. „Modelele de fundație știu doar ce lucruri sunt reprezentate în date”, a explicat Manil Maskey, responsabilul științei datelor la Biroul Oficiului șef de date științifice al NASA (OCSDO). „Este ca un cuțit elvețian – poate fi folosit pentru mai multe lucruri diferite.”

Odată ce un model de fundație este creat, acesta poate fi antrenat pe o cantitate mică de date pentru a îndeplini o anumită sarcină. Până în prezent, Echipa Interagenție de Implementare și Concept Avansat (IMPACT), împreună cu colaboratorii, au demonstrat capacitățile modelului de fundație geospațială, perfecționându-l pentru a detecta cicatricile de arsuri, pentru a delimita apa de inundație și pentru a clasifica culturile și alte categorii de utilizare a terenului.

Din cauza resurselor de calcul necesare pentru a crea modelul de fundație inițial, un parteneriat a fost necesar pentru succes. În acest caz, NASA a adus datele și cunoștințele științifice, în timp ce IBM a adus puterea de calcul și expertiza în optimizarea algoritmilor AI. Angajamentul comun al echipei de a face cercetarea lor accesibilă prin principiile științei deschise asigură că modelul lor poate fi util pentru cât mai mulți cercetători.

„Pentru a construi un model de bază la scară, ne-am dat seama devreme că nu este fezabil ca o instituție să o construiască”, a spus Maskey. „Tot ceea ce am făcut pe modelele noastre de bază a fost deschis publicului, de la date pre-formare, cod, cele mai bune practici, ponderi ale modelului, ajustarea fină a datelor de antrenament și publicații. Există transparență, astfel încât cercetătorii pot urmări de ce. anumite lucruri au fost folosite în ceea ce privește datele sau arhitectura modelului.”

În urma succesului modelului lor de fundație geospațială, NASA și IBM Research își continuă parteneriatul pentru a crea un nou model similar pentru vreme și climă. studii. Aceștia colaborează cu Oak Ridge National Laboratory (ORNL), NVIDIA și mai multe universități pentru a aduce acest model la viață.

De data aceasta, principalul set de date va fi analiza retrospectivă din epoca modernă pentru cercetare și aplicații, Versiunea 2 (MERRA-2), o colecție uriașă de date de reanaliza atmosferică care se întinde din 1980 până în prezent. La fel ca modelul de fundație geospațială, modelul meteorologic și climatic este dezvoltat cu o abordare științifică deschisă și va fi disponibil publicului în viitorul apropiat.

Acoperirea tuturor aspectelor științei Pământului ar necesita mai multe modele de bază. instruit pe diferite tipuri de seturi de date. Cu toate acestea, Maskey crede că acele modele viitoare ar putea fi într-o zi combinate într-un singur model cuprinzător, conducând la un „geamăn digital” al Pământului care ar oferi analize și predicții de neegalat pentru toate tipurile de evenimente climatice și de mediu.

Orice inovații le va rezerva viitorul, modelele de bază geospațiale și climatice ale NASA și IBM vor permite progrese în știința Pământului ca niciodată. Deși instrumentele puternice de inteligență artificială vor îmbunătăți munca cercetătorilor, devotamentul echipei pentru știința deschisă supraalimentează posibilitățile de descoperire, permițând oricui să pună aceste instrumente în practică și să deschidă calea pentru cercetări inovatoare pentru a ajuta la o mai bună îngrijire a planetei.

(Fluierul)