NVIDIAとロッキード・マーティン、AIで山火事に対処するラボをシリコンバレーに設立
ある試算によれば、温暖で乾燥した気候によって引き起こされた激しい山火事が、世界中の広大な森林地帯を襲い、2020年だけで米国西部だけでも200億ドルの被害をもたらした。
山火事への理解を深め、その拡大を食い止めるため、NVIDIAとロッキード・マーティンは、米国農務省森林局およびコロラド州防火局（DFPC）と協力し、AIとデジタルツインのシミュレーションを活用して取り組むと発表した。
両社は、山火事の予測と対応を目的とした、世界初のAI中心のラボを構築していると発表した。このラボではNVIDIA AIインフラと、NVIDIA Omniverseの高度な可視化・仮想世界シミュレーションプラットフォームを活用し、火災の規模を把握し、その進行を予測する。物理的に正確なデジタルツインの中で炎を再現することで、システムは炎を最も効果的に抑えるための行動を提案できるようになる。
2021年には、米国で650万エーカーを超える土地が火災に見舞われた。しかし問題はこれよりはるかに広範囲に及ぶ。シベリアでは遥かに多くの土地が焼失しており、地中海沿岸やオーストラリアでも本当に壮絶な山火事が発生した。
シリコンバレーのラボ
シリコンバレーに拠点を置く新しいラボには、Lockheed Martin Cognitive Mission Manager（CMM）が導入される。CMMはAIを基盤とした包括的な計画・調整プラットフォームで、リアルタイムの火災センサーデータを、植生、地形、風などのその他のデータと統合し、火災の延焼を予測する。
CMMは、インシデント管理チームに対して行動の優先順位に関する推奨を提示し、対応時間を短縮するとともに、山火事の消火と人道支援活動の効率を高める。このラボは産業界とユーザーが共同作業を行うオープンな場となり、CMMの設計に向けた人材と資源を集約するとともに、NVIDIA Omniverseでプロトタイプを迅速に開発する役割を担う。
ロッキード・マーティンは、応用AI、プラットフォーム統合、計画・監督に関する専門知識に加え、数十名のアプリケーションエンジニアとデータサイエンティストを提供する。NVIDIAはデータ分析とシミュレーションで貢献し、ラボでの開発、テスト、展開を支援する。
データ処理およびAIモデルの学習には、ロッキード・マーティンがNVIDIA DGXシステムを使用する。火災を可視化し、その延焼の仕方を予測するため、ロッキード・マーティンはNVIDIA Omniverse Enterpriseを活用する。
「ロッキード・マーティンとNVIDIAの技術を組み合わせることで、消防隊はより迅速かつ効果的に山火事へ対応でき、消防士や住民へのリスクも低減できる見込みだ。」
デジタルツイン
NVIDIA Omniverseにより、火災挙動の分析者は環境のデジタルツイン上で予測を確認できる。複数のGPUを用いたスケーラブルなリアルタイムシミュレーション基盤を活用し、ロッキード・マーティンは予測される火災の動きを可視化し、ランドスケープのデジタルコピー内で炎の流れの動態を調べている。これにより、チームはさまざまな分野でNVIDIA Omniverseを利用できる。
消防業界は、災害の進展を予測するために、ロザーメルの地表火災延焼モデル（Dick Rothermel氏の火災延焼モデル、1972年）から得られたツールに主に依存している。ロッキード・マーティンのチームは、このモデルを開発したグループ（ミズーラの森林局消防科学研究所）と協力し、AIが既存の火線予測手法を高速かつ高精度で改善できるかどうかを検討している。
NVIDIA Omniverseを用いて、ロッキード・マーティンのチームは、実データを用いて過去の火災を再現し、ロザーメルモデルとCMMのアルゴリズムが出火をどのように予測できるかを示すことで、新しいAIモデルの学習、開発、評価を加速できる。これにより、エンジニアは過去の火災の進展を、両モデルの予測と同時に比較できる。
NVIDIA Omniverseはまた、緊急救助隊、オペレーター、エンジニアが消火活動の効果を評価できるよう、没入型のデジタルツイン環境を提供する。
「Omniverseには、フォトリアリスティックなデジタル環境である仮想世界がある。その中で私たちは、火災とそれに影響する地形、傾斜、風などの要素を可視化できる。近い将来、Omniverse内で仮想アセットを移動させることで合成データを生成できるようになる。さらに、Omniverseのシミュレーションは、対応を研究するための追加のAIモデルを構築する基盤にもなりつつある」
CMMに取り組むロッキード・マーティンのエンジニアは、この技術を航空機のコックピットに統合し、火災の予測と鎮圧策をリアルタイムで表示することを目指している。
消防機関との連携
モンタナ州ミズーラにある米国農務省の消防科学研究所は、山火事研究の最先端を担っており、火災の分析とモデリングを支援するためのアプリケーション、データ、ソフトウェア、製品を提供している。
同研究所は、ロザーメルの地表火災延焼モデルを用いて山火事の成長と挙動を予測するFARSITEツールを開発した。また、ロッキード・マーティンのチームに対して、火災挙動に関する重要な知見と過去のデータを提供した。
コロラド州防火・消防局（DFPC）は、ロッキード・マーティンとNVIDIAが開発するCMMのAI技術のパートナーであり、最初期の利用者の一つである。DFPCは専門知識、ユーザー視点のフィードバックを提供し、リアルタイムのデータ収集プラットフォームとの統合にも携わっている。
ロッキード・マーティンのチームはMulti-Mission Aircraftプログラムのチームに組み込まれ、運用に参加するとともに、コロラド州の火災データをマッピングによって直接収集する。Colorado Fireはまた、NVIDIA Omniverseでのシミュレーション可視化に用いる過去の火災データも提供している。この継続的な連携により、ロッキード・マーティンのエンジニアは、航空機がリアルタイムで捉えている進行中の山火事に対し、CMMを用いてデータを処理し予測を行い、機上の消防隊を支援できるようになる。
ロッキード・マーティンとNVIDIAは、物理的な場においても、またデジタルツインの環境においても協力を続け、CMMの開発と改良を進める。将来的には、無人航空機が発生した山火事に素早く対応し、それを鎮圧するようになるだろう。
