Reikniverkfræðinemi við HÍ vinnur að þróun gervigreindarlíkans hjá NASA
Þorsteinn Elí Gíslason, reikniverkfræðinemi við Háskóla Íslands, hefur undanfarið unnið í mjög flóknu og viðamiklu samstarfsverkefni geimferðastofnunar Bandaríkjanna (NASA), Háskóla Íslands, JSC (Jülich Supercomputing Centre) og tölvurisans IBM. Verkefnið var unnið að drjúgum hluta í Huntsville í Alabama í Bandaríkjunum en einnig í Brasilíu, Bretlandi, Sviss og Þýskalandi. Verkefnið er á sviði fjarkönnunar en Háskóli Íslands stendur afar framarlega á því sviði á heimsvísu. Þannig er Jón Atli Benediktsson, rektor HÍ og prófessor í rafmagnsverkfræði, einn af fremstu vísindamönnum heims á þessu sviði.
Verkefnið vann Elí með mjög framsæknu teymi NASA og snýst það um að þróa gervigreindarlíkan sem vinnur með mjög flókin fjarkönnunargögn. Fjarkönnun felst m.a. í því að taka stafrænar myndir úr flugvélum og gervitunglum og vinna úr þeim allskyns upplýsingar um yfirborð jarðarinnar.
Elí segir sjálfur að verkefnið sé nokkurs konar framhaldsþróun á grunnlíkönum sem NASA og IBM höfðu áður staðið að. Hugmyndin sé að þróa líkönin áfram þannig að þau séu forþjálfuð til að skilja fjarkönnunarmyndir sem teknar séu úr gervihnöttum. Slíkar myndir eru oft flóknar að gerð og í takmarkaðri rófupplausn. Að sögn Elís er ætlunin að líkanið geti haft alla burði með aukinni þjálfun til að finna sérhæfða þætti í fjarkönnunarmyndunum. Sem dæmi ná nefna hvar gróðureldar hafa ollið skaða.
Líkanið sem Elí vann að ásamt samstarfsfólki sínu byggist á gervigreind en með þróun þess er ætlunin að stytta vinnu við að sérhæfa líkanið sjálft fyrir hvert tiltekið verkefni.
„Í stað þess að líkan kunni ekkert í upphafi, og að kenna þurfi líkaninu að þekkja myndir og að átta sig á því hvað skipti máli í þeim, þá er sú forvinna þegar unnin með okkar starfi hér. Því þarf líkanið einungis að bæta við þeim aukna lærdómi sem á við um hverja tiltekna sérhæfingu,“ segir Elí þegar hann er beðinn um að útlista nánar gildi verkefnisins.
Ofurtölvusamstæður notaðar við þróunina
Til þess að unnt sé að vinna lausn af þessum toga þarf ekkert minna en ofurtölvusamstæðu og þar kemur JSC til skjalanna. „JSC útvegar verkefninu aðgang að ofurtölvusamstæðu og kerfum sínum til þjálfunar líkana og tilrauna í aðdraganda þess.“
Elí segir að teymið sem hann hafi unnið með í Huntsville kallist NASA IMPACT. Að hans sögn hefur teymið vaxið mjög hratt á síðustu árum. „Undir lok minnar veru þarna úti var okkur t.a.m. tilkynnt um tilvonandi nafnbreytingu IMPACT í ljósi þess að NASA er að endurskipuleggja teymið til að gera vöxtinn örari og efla teymið enn frekar til að einfalda því að taka að sér fleiri og stærri verkefni.“
„Mín för út var nokkurs konar frumraun á þessu samstarfi milli HÍ og NASA IMPACT. Vonir standa til að þetta geti leitt til frekara samstarfs milli þessara stofnana sem lýsir sér í auknum tækifærum fyrir aðra nemendur í svipuðum sporum og ég.“
„Ég hef upplifað mikið frelsi við HÍ,“ segir Elí, „til þess að sækja þau námskeið, kúrsa eða áfanga sem ég tel mig hafa áhuga á, án þess að þurfa að hafa miklar áhyggjur af námsframvindu, kostnaði, eða einhvurs konar kröfum sem manni ber að uppfylla. Þetta fyrirkomulag hefur gert mér kleift að leggja stund á þau námskeið sem ég raunverulega hef áhuga á. Það voru einmitt þau námskeið sem leiddu til sumarverkefna með prófessorum sem síðar urðu svo leiðbeinendur mínir og komu á þessu samstarfi við geimferðarstofnun Bandaríkjanna.“
Mikill heiður að vinna með NASA
Þegar Elí er spurður um ástæðu þess að hann fór í verkefnið svarar hann því til að sér hafi verið boðin þátttaka annars vegar sem meistaranema í reikniverkfræði frá HÍ, til þess að geta unnið hluta af þessu verkefni og fengið að skrifa um það í meistararitgerð, „og hins vegar vegna þess að ég hef reynslu af kerfum ofurtölvusamstæðunnar JSC eftir ýmis námskeið og sumarverkefni með leiðbeinendum mínum.“ Leiðbeinendur hans eru þeir Gabriele Cavallaro, dósent í fjarkönnun við HÍ, og Morris Riedel, prófessor í stórtölvum og gervigreind við HÍ.
„Þetta er náttúrulega gríðarlega mikill heiður,“ segir Elí um þessa þátttöku sína í vekefninu.
„Fyrri verkefni með leiðbeinendum mínum hafa augljóslega leitt til þess að þeir leggja hreinlega eigið orðspor að veði þegar þeir koma á þessum samstarfsmöguleikum við geimferðastofnunina. Það gefur manni náttúrulega ákveðinn byr undir báða vængi varðandi sjálfsöryggið á þessu sviði þegar leiðbeinendur eru farnir að mæla með manni í verkefni með jafnvirtum stofnunum og raun ber vitni.“
Hefur upplifað mikið frelsi við HÍ
Hluta af þeim tíma sem Elí hefur numið við Háskóla Íslans hefur hann tekið þátt í að miðla úr fræðunum til grunnskólanema. Hann hefur bæði tekið þátt í starfi Háskólalestarinnar og Vísindasmiðjunnar sem leggja m.a. áherslu á miðlun í STEM-greinum til ungmenna. STEM er alþjóðleg skammstöfun og stendur fyrir fræðagreinar á sviði verkfræði, stærðfræði, tölvunarfræði, raunvísinda og náttúruvísinda.
„Ég hef upplifað mikið frelsi við HÍ,“ segir Elí, „til þess að sækja þau námskeið, kúrsa eða áfanga sem ég tel mig hafa áhuga á, án þess að þurfa að hafa miklar áhyggjur af námsframvindu, kostnaði, eða einhvurs konar kröfum sem manni ber að uppfylla. Þetta fyrirkomulag hefur gert mér kleift að leggja stund á þau námskeið sem ég raunverulega hef áhuga á. Það voru einmitt þau námskeið sem leiddu til sumarverkefna með prófessorum sem síðar urðu svo leiðbeinendur mínir og komu á þessu samstarfi við geimferðarstofnun Bandaríkjanna.“
„Þetta nám leggur náttúrulega grunn að skilningi mínum á því sviði sem ég tek mér fyrir hendur og mun því nýtast mér sem undirstaða í framhaldinu hvort sem ég held í frekara nám eða út á atvinnumarkaðinn.“
Miðað við reynslu Elís liggur fyrir að menntun í STEM-greinum getur sannarlega opnar dyr að gríðarlega fjölbreyttum tækifærum þar sem hugvitið er hagnýtt til að bæta umhverfi og lífríki og í raun líf okkar.
