NVIDIA и Lockheed Martin создадут лабораторию в Кремниевой долине для борьбы с лесными пожарами с помощью ИИ
По одной из оценок, интенсивные лесные пожары, вызванные более теплой и сухой погодой, охватили огромные участки леса по всему миру, причинив ущерб в размере $20 млрд только на западе США в 2020 году.
Чтобы лучше понять лесные пожары и остановить их распространение, NVIDIA и Lockheed Martin объявили, что работают с Лесной службой Министерства сельского хозяйства США и Колорадским отделом предотвращения и контроля пожаров (DFPC) с использованием искусственного интеллекта и моделирования цифровых двойников.
Компании сообщили, что строят первую в мире лабораторию, ориентированную на искусственный интеллект, которая предназначена для прогнозирования лесных пожаров и реагирования на них. Лаборатория будет использовать инфраструктуру NVIDIA AI и платформу расширенной визуализации и моделирования виртуального мира NVIDIA Omniverse, чтобы определять масштабы пожара и прогнозировать его развитие. Воссоздав огонь в физически точном цифровом двойнике, система сможет предложить действия для наилучшего подавления пламени.
В 2021 году в США пожары охватили более 6,5 млн акров земли, но проблема гораздо шире. В Сибири выжжено гораздо больше земли, а по Средиземноморью и Австралии прошли по-настоящему эпические пожары.
Лаборатория в Кремниевой долине
Новая лаборатория, которая будет базироваться в Кремниевой долине, будет включать в себя систему Lockheed Martin Cognitive Mission Manager (CMM) — комплексную платформу планирования и согласования на основе искусственного интеллекта, которая объединяет данные датчиков о пожаре в реальном времени с другими данными о растительности, топографии, ветре и многом другом для прогнозирования распространения пожара.
CMM предоставляет группам управления инцидентами рекомендации по порядку действий, чтобы сократить время реагирования и повысить эффективность тушения лесных пожаров и гуманитарных действий. Лаборатория будет служить открытым пространством для совместной работы промышленности и пользователей, чтобы сосредоточить таланты и ресурсы для проектирования CMM и быстро разрабатывать прототипы в NVIDIA Omniverse.
Lockheed Martin предоставляет экспертные знания в области прикладного искусственного интеллекта, интеграции платформ, планирования и надзора, а также несколько десятков инженеров по приложениям и специалистов по обработке данных. NVIDIA вносит свой вклад в анализ данных и моделирование, чтобы помочь в разработке, тестировании и развертывании в лаборатории.
Для обработки данных и обучения моделей искусственного интеллекта Lockheed Martin использует системы NVIDIA DGX. Чтобы визуализировать пожары и предсказать, как они могут распространиться, Lockheed Martin использует NVIDIA Omniverse Enterprise.
«Комбинация технологий Lockheed Martin и NVIDIA может помочь экипажам более быстро и эффективно реагировать на лесные пожары, снижая при этом риск для пожарных бригад и жителей»
Цифровой двойник
NVIDIA Omniverse позволяет аналитикам поведения огня видеть прогнозы в цифровом двойнике окружающей среды. Используя масштабируемую платформу моделирования в реальном времени с несколькими графическими процессорами, Lockheed Martin создает визуализацию прогнозируемых движений пожаров и изучает динамику их потоков в цифровой копии ландшафта. Это позволяет команде использовать NVIDIA Omniverse во многих областях.
Отрасль борьбы с пожарами в первую очередь полагается на инструменты, полученные из модели распространения пожара на поверхности Ротермеля (Модель распространения огня Дика Ротермеля, 1972 год), для прогнозирования развития катастрофы. Команда Lockheed Martin работает с группой, создавшей эту модель (лабораторией пожарных наук Лесной службой Миссулы), чтобы изучить, как ИИ может улучшить существующие методы прогнозирования фронта пожара с высокой скоростью и точностью.
С помощью NVIDIA Omniverse команда Lockheed Martin может ускорить обучение, разработку и оценку новых моделей искусственного интеллекта, воссоздавая исторические пожары с использованием реальных данных, а также представляя, как модель Ротермеля и алгоритмы CMM могут прогнозировать возгорание. Это позволяет инженерам одновременно сравнивать развитие исторического пожара с прогнозами обеих моделей.
NVIDIA Omniverse также предоставляет иммерсивную среду цифрового двойника для аварийно-спасательных служб, операторов и инженеров, чтобы оценить влияние их действий по подавлению.
«В Omniverse у вас есть виртуальный мир, который представляет собой фотореалистичную цифровую среду. В нем мы можем визуализировать пожары и аспекты, влияющие на них, такие как местность, уклон, ветер и многое другое. В ближайшем будущем мы сможем генерировать синтетические данные, перемещая виртуальные активы через Omniverse. Кроме того, симуляция Omniverse становится основой для создания дополнительных моделей на основе искусственного интеллекта для изучения реакции»
Инженеры Lockheed Martin, работающие над CMM, стремятся интегрировать эту технологию в кабины самолетов, чтобы отображать прогнозы возгорания и предлагать меры по их подавлению в режиме реального времени.
Работа с агентствами по борьбе с пожарами
Лаборатория пожарных наук Министерства сельского хозяйства США в Миссуле (штат Монтана), которая проводит передовые исследования в области изучения лесных пожаров, предоставляет приложения, данные, программное обеспечение и продукты для помощи в анализе и моделировании пожаров.
Лаборатория разработала инструмент FARSITE для прогнозирования роста и поведения лесных пожаров с использованием модели распространения пожаров на поверхности Ротермеля. Лаборатория предоставила команде Lockheed Martin важнейшие знания о поведении огня и исторические данные.
Колорадское подразделение предотвращения пожаров и борьбы с ними (DFPC) является партнером и одним из первых пользователей технологий ИИ CMM, разрабатываемых Lockheed Martin и NVIDIA. DFPC обеспечивает экспертизу, пользовательский опыт и обратную связь, а также интеграцию платформы со сбором данных в реальном времени.
Команда Lockheed Martin встроена в команду программы Multi-Mission Aircraft, чтобы участвовать в операциях и собирать данные о пожарах в Колорадо непосредственно с помощью картографирования. Colorado Fire также предоставляет исторические данные о пожарах для визуализации моделирования в NVIDIA Omniverse. Благодаря этому постоянному партнерству инженеры Lockheed Martin смогут обрабатывать данные и делать прогнозы с помощью CMM для активного лесного пожара, наблюдаемого самолетом в режиме реального времени, чтобы помочь бортовым пожарным службам.
Lockheed Martin и NVIDIA продолжат сотрудничество, как физически, так и в рамках среды цифровых двойников, для разработки и совершенствования CMM. Однажды беспилотные летательные аппараты будут быстро реагировать на возникающие лесные пожары и подавлять их.
