NVIDIA et Lockheed Martin créent un laboratoire dans la Silicon Valley pour lutter contre les incendies de forêt grâce à l'IA
Selon une estimation, les incendies de forêt intenses, provoqués par un climat plus chaud et plus sec, ont ravagé de vastes zones forestières dans le monde, causant plus de 20 milliards de dollars de dégâts rien que dans l'ouest des États-Unis en 2020.
Pour mieux comprendre les incendies de forêt et freiner leur propagation, NVIDIA et Lockheed Martin ont annoncé qu'ils travaillent avec le Service forestier du ministère américain de l'Agriculture et avec le Département de prévention et de contrôle des incendies du Colorado (DFPC), en utilisant l'intelligence artificielle et la simulation de jumeaux numériques.
Les entreprises indiquent qu'elles construisent le premier laboratoire au monde axé sur l'intelligence artificielle, destiné à prévoir les incendies de forêt et à y répondre. Le laboratoire utilisera l'infrastructure NVIDIA AI et la plateforme de visualisation avancée et de simulation de mondes virtuels NVIDIA Omniverse afin de déterminer l'ampleur d'un incendie et de prévoir son évolution. En recréant le feu dans un jumeau numérique physiquement précis, le système pourra proposer les actions les plus efficaces pour maîtriser les flammes.
En 2021, les incendies ont parcouru plus de 6,5 millions d'acres de terres aux États-Unis, mais le problème est bien plus vaste. En Sibérie, des surfaces bien plus importantes ont brûlé, et le bassin méditerranéen et l'Australie ont connu des incendies véritablement épiques.
Laboratoire dans la Silicon Valley
Le nouveau laboratoire, basé dans la Silicon Valley, intégrera le système Lockheed Martin Cognitive Mission Manager (CMM), une plateforme complète de planification et de coordination fondée sur l'intelligence artificielle, qui combine les données des capteurs d'incendie en temps réel avec d'autres données sur la végétation, la topographie, le vent et bien plus encore afin de prévoir la propagation du feu.
CMM fournit aux équipes de gestion d'incidents des recommandations sur l'ordre des actions afin de réduire le temps de réaction et d'améliorer l'efficacité de la lutte contre les incendies de forêt et des opérations humanitaires. Le laboratoire servira d'espace ouvert de collaboration entre l'industrie et les utilisateurs, afin de rassembler les talents et les ressources pour concevoir CMM et réaliser rapidement des prototypes dans NVIDIA Omniverse.
Lockheed Martin apporte son expertise en intelligence artificielle appliquée, en intégration de plateformes, en planification et en supervision, ainsi que plusieurs dizaines d'ingénieurs d'applications et de spécialistes des données. NVIDIA contribue à l'analyse des données et à la modélisation, afin d'aider au développement, aux tests et au déploiement dans le laboratoire.
Pour le traitement des données et l'entraînement des modèles d'intelligence artificielle, Lockheed Martin utilise les systèmes NVIDIA DGX. Pour visualiser les incendies et prévoir leur propagation possible, Lockheed Martin utilise NVIDIA Omniverse Enterprise.
« La combinaison des technologies de Lockheed Martin et de NVIDIA peut aider les équipes à réagir plus rapidement et plus efficacement aux incendies de forêt, tout en réduisant les risques pour les équipes de pompiers et les habitants »
Jumeau numérique
NVIDIA Omniverse permet aux analystes du comportement du feu de voir les prévisions dans le jumeau numérique de l'environnement. En utilisant une plateforme de simulation évolutive en temps réel avec plusieurs GPU, Lockheed Martin crée une visualisation des mouvements prévus des incendies et étudie la dynamique de leurs flux dans une copie numérique du paysage. Cela permet à l'équipe d'utiliser NVIDIA Omniverse dans de nombreux domaines.
Le secteur de la lutte contre les incendies s'appuie avant tout sur des outils dérivés du modèle de propagation des feux de surface de Rothermel (modèle de propagation du feu de Dick Rothermel, 1972) pour prévoir l'évolution des catastrophes. L'équipe de Lockheed Martin travaille avec le groupe qui a créé ce modèle (le laboratoire des sciences du feu du Service forestier de Missoula) afin d'étudier comment l'IA peut améliorer les méthodes existantes de prévision du front de feu, avec une grande rapidité et précision.
Grâce à NVIDIA Omniverse, l'équipe de Lockheed Martin peut accélérer l'entraînement, le développement et l'évaluation de nouveaux modèles d'intelligence artificielle, en recréant des incendies historiques à partir de données réelles et en représentant comment le modèle de Rothermel et les algorithmes CMM peuvent prévoir l'embrasement. Cela permet aux ingénieurs de comparer simultanément l'évolution d'un incendie historique avec les prévisions des deux modèles.
NVIDIA Omniverse fournit également un environnement immersif de jumeau numérique aux services de secours, aux opérateurs et aux ingénieurs, afin d'évaluer l'impact de leurs actions de suppression.
« Dans Omniverse, vous disposez d'un monde virtuel qui constitue un environnement numérique photoréaliste. Nous pouvons y visualiser les incendies et les facteurs qui les influencent, comme le relief, la pente, le vent et bien d'autres. Dans un avenir proche, nous pourrons générer des données synthétiques en déplaçant des actifs virtuels dans Omniverse. De plus, la simulation Omniverse devient la base de la création de modèles supplémentaires fondés sur l'intelligence artificielle pour étudier la réaction »
Les ingénieurs de Lockheed Martin qui travaillent sur CMM cherchent à intégrer cette technologie dans les cabines des avions afin d'afficher en temps réel les prévisions d'embrasement et de proposer des mesures pour les maîtriser.
Travail avec les agences de lutte contre les incendies
Le laboratoire des sciences du feu du ministère américain de l'Agriculture à Missoula (Montana), qui mène des recherches de pointe sur les incendies de forêt, fournit des applications, des données, des logiciels et des produits pour aider à l'analyse et à la modélisation des incendies.
Le laboratoire a développé l'outil FARSITE, qui permet de prévoir la croissance et le comportement des incendies de forêt à l'aide du modèle de propagation des feux de surface de Rothermel. Le laboratoire a fourni à l'équipe de Lockheed Martin des connaissances essentielles sur le comportement du feu ainsi que des données historiques.
La division du Colorado chargée de la prévention et de la lutte contre les incendies (DFPC) est partenaire et l'un des premiers utilisateurs des technologies d'IA CMM développées par Lockheed Martin et NVIDIA. Le DFPC apporte son expertise, son retour d'expérience et son retour d'information, ainsi que l'intégration de la plateforme avec la collecte de données en temps réel.
L'équipe de Lockheed Martin est intégrée à l'équipe du programme Multi-Mission Aircraft afin de participer aux opérations et de collecter directement par cartographie des données sur les incendies au Colorado. Colorado Fire fournit également des données historiques sur les incendies pour la visualisation des simulations dans NVIDIA Omniverse. Grâce à ce partenariat durable, les ingénieurs de Lockheed Martin pourront traiter les données et réaliser des prévisions avec CMM pour un incendie de forêt actif observé en temps réel depuis un avion, afin d'aider les équipes de lutte aéroportées.
Lockheed Martin et NVIDIA poursuivront leur collaboration, tant sur le terrain que dans l'environnement des jumeaux numériques, pour développer et perfectionner CMM. Un jour, des drones réagiront rapidement aux incendies de forêt naissants et les maîtriseront.
