NVIDIA та Lockheed Martin створять лабораторію в Силіконовій долині для боротьби з лісовими пожежами за допомогою ШІ
За однією з оцінок, інтенсивні лісові пожежі, спричинені теплішою і сухішою погодою, охопили величезні ділянки лісу по всьому світу, завдавши збитків на суму $20 млрд лише на заході США у 2020 році.
Щоб краще зрозуміти лісові пожежі та зупинити їх поширення, NVIDIA і Lockheed Martin оголосили, що працюють з Лісовою службою Міністерства сільського господарства США та Колорадським відділом запобігання та контролю пожеж (DFPC) із використанням штучного інтелекту та моделювання цифрових двійників.
Компанії повідомили, що створюють першу у світі лабораторію, орієнтовану на штучний інтелект, яка призначена для прогнозування лісових пожеж і реагування на них. Лабораторія використовуватиме інфраструктуру NVIDIA AI та платформу розширеної візуалізації й моделювання віртуального світу NVIDIA Omniverse, щоб визначати масштаби пожежі та прогнозувати її розвиток. Відтворивши вогонь у фізично точному цифровому двійнику, система зможе запропонувати дії для найкращого придушення полум'я.
У 2021 році в США пожежі охопили понад 6,5 млн акрів землі, але проблема набагато ширша. У Сибіру випалено значно більше землі, а через Середземномор'я та Австралію прокотилися справді епічні пожежі.
Лабораторія в Силіконовій долині
Нова лабораторія, яка базуватиметься в Силіконовій долині, включатиме систему Lockheed Martin Cognitive Mission Manager (CMM) — комплексну платформу планування й узгодження на основі штучного інтелекту, яка об'єднує дані датчиків про пожежу в реальному часі з іншими даними про рослинність, топографію, вітер та багато іншого для прогнозування поширення пожежі.
CMM надає групам управління інцидентами рекомендації щодо порядку дій, щоб скоротити час реагування та підвищити ефективність гасіння лісових пожеж і гуманітарних дій. Лабораторія служитиме відкритим простором для спільної роботи індустрії та користувачів, щоб зосередити таланти й ресурси для проєктування CMM і швидко розробляти прототипи в NVIDIA Omniverse.
Lockheed Martin надає експертні знання в галузі прикладного штучного інтелекту, інтеграції платформ, планування й нагляду, а також кілька десятків інженерів із застосунків і фахівців з обробки даних. NVIDIA вносить свій внесок в аналіз даних і моделювання, щоб допомогти в розробці, тестуванні та розгортанні в лабораторії.
Для обробки даних і навчання моделей штучного інтелекту Lockheed Martin використовує системи NVIDIA DGX. Щоб візуалізувати пожежі та передбачити, як вони можуть поширитися, Lockheed Martin використовує NVIDIA Omniverse Enterprise.
«Поєднання технологій Lockheed Martin та NVIDIA може допомогти екіпажам швидше й ефективніше реагувати на лісові пожежі, знижуючи при цьому ризик для пожежних бригад і мешканців»
Цифровий двійник
NVIDIA Omniverse дозволяє аналітикам поведінки вогню бачити прогнози в цифровому двійнику навколишнього середовища. Використовуючи масштабовану платформу моделювання в реальному часі з кількома графічними процесорами, Lockheed Martin створює візуалізацію прогнозованого руху пожеж і вивчає динаміку їхніх потоків у цифровій копії ландшафту. Це дозволяє команді використовувати NVIDIA Omniverse у багатьох сферах.
Індустрія боротьби з пожежами насамперед покладається на інструменти, отримані з моделі поширення пожежі на поверхні Ротермеля (модель поширення вогню Діка Ротермеля, 1972 рік), для прогнозування розвитку катастрофи. Команда Lockheed Martin працює з групою, що створила цю модель (лабораторією пожежних наук Лісової служби в Міссулі), щоб дослідити, як ШІ може покращити наявні методи прогнозування фронту пожежі з високою швидкістю та точністю.
За допомогою NVIDIA Omniverse команда Lockheed Martin може прискорити навчання, розробку й оцінку нових моделей штучного інтелекту, відтворюючи історичні пожежі з використанням реальних даних, а також показуючи, як модель Ротермеля та алгоритми CMM можуть прогнозувати займання. Це дозволяє інженерам одночасно порівнювати розвиток історичної пожежі з прогнозами обох моделей.
NVIDIA Omniverse також надає імерсивне середовище цифрового двійника для рятувальних служб, операторів та інженерів, щоб оцінити вплив їхніх дій з придушення.
«В Omniverse у вас є віртуальний світ, що являє собою фотореалістичне цифрове середовище. У ньому ми можемо візуалізувати пожежі та чинники, що на них впливають, як-от місцевість, ухил, вітер та багато іншого. Найближчим часом ми зможемо генерувати синтетичні дані, переміщуючи віртуальні активи через Omniverse. Крім того, симуляція Omniverse стає основою для створення додаткових моделей на основі штучного інтелекту для вивчення реакції»
Інженери Lockheed Martin, які працюють над CMM, прагнуть інтегрувати цю технологію в кабіни літаків, щоб відображати прогнози займання й пропонувати заходи з їх придушення в режимі реального часу.
Робота з агентствами з боротьби з пожежами
Лабораторія пожежних наук Міністерства сільського господарства США в Міссулі (штат Монтана), яка проводить передові дослідження у сфері вивчення лісових пожеж, надає застосунки, дані, програмне забезпечення та продукти для допомоги в аналізі та моделюванні пожеж.
Лабораторія розробила інструмент FARSITE для прогнозування росту й поведінки лісових пожеж з використанням моделі поширення пожеж на поверхні Ротермеля. Лабораторія надала команді Lockheed Martin ключові знання про поведінку вогню та історичні дані.
Колорадський підрозділ запобігання пожежам і боротьби з ними (DFPC) є партнером і одним із перших користувачів технологій ШІ CMM, які розробляють Lockheed Martin і NVIDIA. DFPC забезпечує експертизу, користувацький досвід і зворотний зв'язок, а також інтеграцію платформи зі збором даних у реальному часі.
Команда Lockheed Martin вбудована в команду програми Multi-Mission Aircraft, щоб брати участь в операціях і збирати дані про пожежі в Колорадо безпосередньо за допомогою картографування. Colorado Fire також надає історичні дані про пожежі для візуалізації моделювання в NVIDIA Omniverse. Завдяки цьому постійному партнерству інженери Lockheed Martin зможуть обробляти дані та робити прогнози за допомогою CMM для активної лісової пожежі, яку спостерігає літак у режимі реального часу, щоб допомогти пожежним службам на борту.
Lockheed Martin і NVIDIA продовжать співпрацю як фізично, так і в межах середовища цифрових двійників, для розробки та вдосконалення CMM. Колись безпілотні літальні апарати будуть швидко реагувати на лісові пожежі, що виникають, і придушувати їх.
