Hljóta verðlaun fyrir gervigreindarlíkan sem fylgist með breytingum á jörðinni

Vísindamenn við Háskóla Íslands hafa ásamt samstarfsfólki sínu við Geimferðastofnun Bandaríkjanna (NASA), Jülich Supercomputing Centre (JSC), tölvurisann IBM og hjá fleiri aðilum hlotið verðlaun frá Bandarísku jarðvísindasamtökunum (American Geophysical Union - AGU) í ár fyrir að þróa opið grunnlíkan í fjarkönnun sem byggist á gervigreind og nýtist til að fylgjast með ýmsum breytingum á yfirborði jarðar.

Verðlaunin hlýtur samstarfshópurinn í flokki opinna vísinda (e. Open Science Recognition Prize) og eru þau veitt fyrir aðra útgáfu af Prithvi-grunngervigreindarlíkaninu svokallaða (Prithvi Geospatial AI Foundation Model) sem hópurinn hefur unnið að undanfarin ár. „Prithvi-EO-2.0 er opið gervgreindargrunnlíkan sem þróað er í sameiningu af NASA, IBM og sameiginlegum rannsóknastofum í fjarkönnun sem hýstar eru hjá Jülich Supercomputing Centre (JSC) og Háskóla Íslands,“ segir Gabriele Cavallaro, dósent við Rafmagns- og tölvuverkfræðideild við Háskóla Íslands. Hann veitir jafnframt hinum sameiginlegum rannsóknastofum HÍ og JSC í Þýskalandi einnig forstöðu. Innan Háskóla Íslands hefur Gabriele komið að þróun líkansins ásamt Þorsteini Elí Gíslasyni, fyrrverandi meistaranema í reikniverkfræði, en hann brautskráðist frá HÍ í febrúar sl.

Gabriele Cavallaro, dósent við Rafmagns- og tölvuverkfræðideild við Háskóla Íslands, og Þorsteinn Elí Gíslason, fyrrverandi meistaranemi í reikniverkfræði.

Breytir hráum gögnum úr gervihnöttum í ítarlegt yfirlit yfir landbreytingar

Fjarkönnun felst m.a. í því að taka stafrænar myndir úr flugvélum og gervitunglum og þróa aðferðir til að vinna úr þeim alls kyns upplýsingar um yfirborð jarðarinnar. „Í líkaninu eru gögn úr gervihnöttum víða um heim samþætt sem gerir það kleift að rannsaka yfirborð jarðar með þróaðri hætti en áður og það styrkir umtalsvert greiningarmöguleika á landbreytingum á heimsvísu. Grunnlíkanið breytir hráum gervihnattagögnum í ítarlegt yfirlit yfir breytingar á landslagi á plánetunni og það nýtist til þess að takast á við aðkallandi áskoranir í umhverfismálum með því greina breytingar á landnotkun og áhrif hamfara og spá fyrir um uppskeru,“ segir Gabriele.

Samstarf þeirra aðila sem standa að líkaninu má rekja til þess að Gabriele hóf að starfa með NASA fyrir nokkrum árum í gegnum IEEE Geoscience and Remote Sensing Society (GRSS), alþjóðleg samtök á sviði fjarkönnunar. „Á vettvangi þess félags setti ég á fót vinnuhóp í samstarfi við dr. Manil Maskey hjá teymi innan NASA sem ber heiti NASA-IMPACT. Þetta samstarf hefur getið ýmislegt af sér, þar á meðal sumarskóla í Háskóla Íslands og kennsluviðburða á alþjóðlegum ráðstefnum eins og IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS),“ segir Gabriele en þess má geta að höfuðráðstefna IGARSS verður haldin hér á landi eftir tvö ár, en IGARSS er stærsta ráðstefnan í heiminum um tæknilega fjarkönnun.

„Prithvi-EO-2.0 er umfangsmesta afurð þessa samstarfs en við þróun þess gegndu starfsmenn við rannsóknastofur HÍ og JSC, eins og Þorsteinn Elí, og dr. Rocco Sedona, varaforstöðumaður tilraunastofu við JSC, afar mikilvægu hlutverki,“ segir Gabriele um samstarfið en fyrir tilstuðlan þess gafst Þorsteini Elí færi á því að vinna að líkaninu hjá NASA í Bandaríkjunum.

Mikilvægt að opna vísindin enn frekar

Að sögn Gabriele eykur Prithvi-EO-2.0 líkanið verulega möguleika manna til að greina og kortleggja fjarkönnunarmyndir úr gervihnöttum yfir bæði tíma og rúm. „Þetta öfluga tól býr yfir kröftugum lausnum við aðkallandi umhverfisáskorunum og getur nýst í viðbrögðum við hamförum, við kortlagningu landnotkunar og uppskeru og vöktun á hreyfiafli vistkerfa, eins og til að fylgjast með hamfaraflóðum, til að fylgjast með skógareyðingu og kortleggja borgarhitahólma,“ segir Gabriele en hið síðastnefnda vísar til svæða í þéttbýli sem hitna meira en nærliggjandi svæði.

Samstarfshópurinn á bak við Prithvi-líkanið hlýtur verðlaun AGU fyrir frumkvöðlastarf á sviði opinna grunnlíkana sem stuðla að framförum í jarðvísindum og eru til ftyrirmyndar um alþjóðlegt samstarf, gegnsæi og menntun.

Gabriele segir enn fremur að Prithvi-líkanið sé afar sveigjanlegt og geti fengist við krefjandi verkefni og styðji því bæði sérfræðinga og samfélagið allt til aukins vísindalegs skilnings og skjótra viðbragða við flóknum breytingum á Jörðinni.

Aðspurður hvaða þýðingu verðlaun AGU hafi segir Gabriele teymið stolt að hafa lagt sitt af mörkum til þessarar mikilvægu vinnu, að opna vísindin enn frekar og smíða tól sem eykur skilning okkar á plánetunni. Það sé sannarlega gefandi að sjá mikla vinnu hafa raunveruleg áhrif. „Gögnin endurspegla hversu vel hægt er aðlaga líkanið en það sem meiru máli skiptir er að Prithvi hefur verið innblástur að enn þróaðri grunnlíkönum sem eykur enn möguleika okkar á öðlast betri skilning á jörðinni og það hefur einnig orðið hvati að nýjum verkefnum á sviði opinna vísinda. Prithvi er gott dæmi um það hvernig samstarf þvert á stofnanir getur stuðlað að árangursríkum opnum vísindum,“ segir Gabriele.

Bandarísku jarðvísindasamtökin (AGU), sem veita viðurkenninguna, eru alþjóðleg samtök sem vinna að því að koma auga og leita lausna við samfélagslegum áskorunum á sviði jarð- og geimvísinda. AGU stuðlar að framþróun jarð- og geimvísinda um allan heim með ýmsum hætti, m.a. með útgáfu tímarita, ráðstefnu- og fundahaldi og mikilvægum stuðningi við unga vísindamenn á umræddum sviðum. Verðlaun samtakanna verða afhent á árlegri ráðstefnu þeirra í New Orleans í desember.