Έγγραφο που δημοσιεύθηκε στο Nature δείχνει πώς η Google Research χρησιμοποιεί την Τεχνητή Νοημοσύνη για να προβλέψει με ακρίβεια τις πλημμύρες σε ποτάμια και να βοηθήσει στην προστασία των ειδών διαβίωσης σε περισσότερες από 80 χώρες έως και 7 ημέρες νωρίτερα, μεταξύ άλλων σε περιοχές με έλλειψη στοιχείων και ευάλωτες.
Yossi Matias, Αντιπρόεδρος Μηχανικής & Έρευνας και επικεφαλής αντιμετώπισης κρίσεων
Οι άνθρωποι στρέφονται στην Google για ακριβείς και χρήσιμες πληροφορίες κατά τη διάρκεια κρίσεων, προκειμένου να προστατεύσουν τον εαυτό τους και τις οικογένειές τους. Οι πλημμύρες είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος φυσικής καταστροφής και σχεδόν 1,5 δισεκατομμύριο άνθρωποι, ή περίπου το 19% του παγκόσμιου πληθυσμού, είναι άμεσα εκτεθειμένοι σε σημαντικούς κινδύνους από σοβαρές πλημμύρες παγκοσμίως. Οι πλημμύρες προκαλούν επίσης ένα τεράστιο υλικό τίμημα, προκαλώντας περίπου 50 δισεκατομμύρια δολάρια σε ετήσιες οικονομικές ζημιές παγκοσμίως.
Στο μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας, η ακριβής πρόβλεψη πλημμυρών σε κλίμακα δεν ήταν δυνατή λόγω της πολυπλοκότητας του προβλήματος και της έλλειψης πηγών και δεδομένων. Δεδομένου ότι μόνο ένα μικρό ποσοστό των ποταμών του κόσμου είναι εξοπλισμένο με μετρητές ροής, αυτό παρείχε ένα επιπλέον εμπόδιο για την ασφάλεια των ανθρώπων στις αναπτυσσόμενες χώρες, καθώς και στις υποβαθμισμένες και ευάλωτες κοινότητες.
Σε μια εργασία που δημοσιεύεται στο Nature, μοιραζόμαστε τον τρόπο με τον οποίο η Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να βοηθήσει στην αναβάθμιση της πρόβλεψης πλημμυρών και να προσφέρει βοήθεια σε μέρη του κόσμου που πλήττονται περισσότερο από την κλιματική αλλαγή. Διαπιστώσαμε ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη μας βοήθησε να παρέχουμε ακριβέστερες πληροφορίες για τις ποτάμιες πλημμύρες έως και 7 ημέρες νωρίτερα. Αυτό μας επέτρεψε να παρέχουμε προβλέψεις πλημμυρών σε 80 χώρες σε περιοχές όπου ζουν 460 εκατομμύρια άνθρωποι. Όπου είναι δυνατόν, παρέχουμε επίσης προβλέψεις στην Αναζήτηση Google και στους Χάρτες Google και μέσω ειδοποιήσεων Android.
Η εργασία – που περιγράφεται λεπτομερέστερα στο ερευνητικό μας ιστολόγιο – καταδεικνύει πώς οι παγκόσμιες υδρολογικές τεχνολογίες βασισμένες στην Τεχνητή Νοημοσύνη που κατασκευάστηκαν από την Google Research μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την πρόβλεψη πλημμυρών σε σχέση με την τρέχουσα κατάσταση. Αυτό ισχύει ακόμη και για χώρες όπου τα αξιόπιστα δεδομένα που σχετίζονται με τις πλημμύρες είναι ελάχιστα, καθιστώντας δυνατή την επέκταση της πρόβλεψης πλημμυρών σε παγκόσμια κλίμακα.
Τα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης μπορούν να βοηθήσουν σημαντικά στη μείωση των θανατηφόρων περιστατικών και η ύπαρξη περισσότερου χρόνου είναι εξαιρετικά χρήσιμη για τις κοινότητες. Με αυτές τις τεχνολογίες επεκτείναμε, κατά μέσο όρο, την αξιοπιστία των επί του παρόντος διαθέσιμων παγκόσμιων προβλέψεων από μηδέν σε πέντε ημέρες και μπορέσαμε να χρησιμοποιήσουμε την πρόβλεψη με βάση την Τεχνητή Νοημοσύνη για να βελτιώσουμε τις προβλέψεις σε περιοχές της Αφρικής και της Ασίας, ώστε να είναι παρόμοιες με αυτές που είναι επί του παρόντος διαθέσιμες στην Ευρώπη.
Σήμερα, οι πληροφορίες αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν από ανθρώπους, κοινότητες, κυβερνήσεις και οργανώσεις βοήθειας για να αναλάβουν προληπτική δράση ώστε να βοηθήσουν στην προστασία των ευάλωτων πληθυσμών. Το να φτάσουμε ως εδώ δεν ήταν εύκολο, ιδίως σε περιοχές όπου τα δεδομένα είναι ελάχιστα και ο αντίκτυπος των πλημμυρών δυσανάλογα μεγάλος. Σήμερα, καθώς δημοσιεύουμε το τελευταίο μας έγγραφο, σκεφτήκαμε να ανατρέξουμε σε μερικές από τις στιγμές που διαμόρφωσαν το ταξίδι μας στη χρήση της Τεχνητής Νοημοσύνης για την ακριβή πρόβλεψη πλημμυρών σε ποτάμια:
Η πρώτη μας πιλοτική εφαρμογή στην Ινδία, μας δίδαξε ένα πολύτιμο μάθημα
Το ερευνητικό μας έργο ξεκίνησε με μια αρχική πιλοτική δοκιμή στην περιοχή Patna της Ινδίας. Το Μπιχάρ, όπου βρίσκεται η Πάτνα, είναι ένα από τα πιο επιρρεπή σε πλημμύρες κρατίδια της Ινδίας, όπου μεγάλο μέρος του πληθυσμού ζει υπό την επαναλαμβανόμενη απειλή καταστροφικών πλημμυρών. Σε συνεργασία με τοπικούς κυβερνητικούς αξιωματούχους και χρησιμοποιώντας τοπικά δεδομένα σε πραγματικό χρόνο, δημιουργήσαμε προβλέψεις πλημμυρών, τις οποίες ενσωματώσαμε στις δημόσιες ειδοποιήσεις της Google το 2018.
Μια ποικιλία στοιχείων – από ιστορικά γεγονότα, μέχρι μετρήσεις της στάθμης του ποταμού, το ανάγλυφο και το υψόμετρο μιας συγκεκριμένης περιοχής – τροφοδοτήθηκαν στα μοντέλα πρόβλεψής μας. Από εκεί, δημιουργήσαμε χάρτες και εκτελέσαμε έως και εκατοντάδες χιλιάδες προσομοιώσεις σε κάθε τοποθεσία για να δημιουργήσουμε τα μοντέλα πρόβλεψης πλημμυρών ποταμών.
Η προσέγγιση αυτή προσανατολιζόταν στη δημιουργία μοντέλων υψηλής ακρίβειας για πολύ συγκεκριμένες τοποθεσίες, ενώ ο στόχος μας ήταν η επίλυση του προβλήματος σε παγκόσμια κλίμακα. Η υπόθεσή μας ήταν ότι η μηχανική μάθηση θα μπορούσε να βοηθήσει στην αντιμετώπιση της πρόκλησης, της κλιμάκωσης, της πρόβλεψης πλημμυρών σε παγκόσμιο επίπεδο.
Έναρξη συνεργασιών με την ερευνητική και επιστημονική κοινότητα
Το 2019, επεκτείναμε την κάλυψη της πρόβλεψης πλημμυρών 12 φορές και στείλαμε 800.000 ειδοποιήσεις σε άτομα σε πληγείσες περιοχές, ενώ παράλληλα προωθήσαμε τις τεχνολογίες πρόβλεψης.
Καθώς η ομάδα μας διερεύνησε τις δυνατότητες της μηχανικής μάθησης για τη δημιουργία καλύτερων μοντέλων πρόβλεψης πλημμυρών, αρχίσαμε επίσης να συνεργαζόμαστε με ακαδημαϊκούς ερευνητές για να συνδυάσουμε τις καλύτερες προσομοιώσεις πλημμυρών με βάση την υδρολογική φυσική με την προσέγγισή μας με τεχνητή νοημοσύνη.
Με βάση την έρευνά μας και την πολλά υποσχόμενη ανάπτυξη των δικτύων μακράς βραχυπρόθεσμης μνήμης (LSTM) για την παροχή ακριβών προβλέψεων πλημμυρών, αρχίσαμε να οραματιζόμαστε μια παγκόσμια πλατφόρμα πρόβλεψης πλημμυρών από άκρη σε άκρη, η οποία θα παρέχει έγκυρες και αξιόπιστες πληροφορίες, ακόμη και σε περιοχές του κόσμου που δεν διαθέτουν μετρητές πλημμυρών.
Η πρόβλεψη πλημμυρών επεκτάθηκε περαιτέρω, αλλά περιορίστηκε από τη διαθεσιμότητα τοπικών δεδομένων
Μετά την επιτυχία του αρχικού μας πιλοτικού προγράμματος στην Ινδία, επεκτείναμε σταδιακά τις προβλέψεις μας σε ολόκληρη τη χώρα και στο Μπαγκλαντές, καλύπτοντας 360 εκατομμύρια ανθρώπους. Εκείνη την εποχή, μπορούσαμε να παρέχουμε προβλέψεις έως και 48 ώρες νωρίτερα, γεγονός που κατέστη δυνατό χάρη στις σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία πρόβλεψης που διαθέτουμε. Όμως, σε κάθε περίπτωση, τα μοντέλα μας βασίζονταν στη διαθεσιμότητα τοπικών δεδομένων ροής, γεγονός που καθιστούσε δύσκολη την επέκταση των προβλέψεων σε επιπλέον χώρες.
Η στροφή σ’ ένα παγκόσμιο μοντέλο πρόβλεψης πλημμυρών βασισμένο στην Τεχνητή Νοημοσύνη και η επέκτασή του σε περισσότερες από 80 χώρες
Αναγνωρίζοντας τα εμπόδια στην πρόβλεψη πλημμυρών όταν βασίζεται σε τοπικά δεδομένα και τις προόδους στην έρευνα της Τεχνητής Νοημοσύνης, η ομάδα μας στράφηκε προς ένα φιλόδοξο παγκόσμιο μοντέλο. Αυτό απαιτούσε παγκόσμιες πηγές δεδομένων για να εκπαιδεύσουμε το μοντέλο μας χρησιμοποιώντας δίκτυα LSTM με στόχο την πρόβλεψη πλημμυρών ακόμη και σε περιοχές που δεν παρέχουν τοπικές μετρήσεις ροής ρευμάτων.
Το 2022, εγκαινιάσαμε την πλατφόρμα Flood Hub, η οποία παρείχε πρόσβαση σε προβλέψεις σε 20 χώρες -συμπεριλαμβανομένων 15 στην Αφρική- όπου η πρόβλεψη είχε προηγουμένως περιοριστεί σημαντικά λόγω της έλλειψης παγκόσμιων δεδομένων.
Ένα χρόνο αργότερα, το 2023, προσθέσαμε τοποθεσίες σε 60 νέες χώρες στην Αφρική, την περιοχή Ασίας-Ειρηνικού, την Ευρώπη και τη Νότια και Κεντρική Αμερική, καλύπτοντας περίπου 460 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Ως αποτέλεσμα, οι προβλέψεις είναι πλέον ελεύθερα διαθέσιμες στο Flood Hub σε πραγματικό χρόνο σε πολλές ευάλωτες κοινότητες στις αναπτυσσόμενες χώρες. Χάρη στην πρόοδο του παγκόσμιου μοντέλου μας, που βασίζεται στην Τεχνητή Νοημοσύνη, η πρόσβαση σε προβλέψεις πλημμυρών στην Αφρική είναι πλέον συγκρίσιμη με εκείνη της Ευρώπης.
Δουλεύοντας από κοινού
Γνωρίζουμε ότι για να συνεχίσουμε να προωθούμε την επιστήμη και την έρευνα και να συνεχίσουμε να έχουμε αντίκτυπο στις κοινότητες που το χρειάζονται περισσότερο, η συνεργασία με την ακαδημαϊκή κοινότητα, τις τοπικές κυβερνήσεις και τους διεθνείς οργανισμούς είναι καθοριστικής σημασίας. Συνεργαζόμαστε με πολλούς διεθνείς οργανισμούς βοήθειας για την παροχή αξιοποιήσιμων προβλέψεων πλημμυρών. Συνεργαζόμαστε με τον Παγκόσμιο Μετεωρολογικό Οργανισμό (WMO) για να υποστηρίξουμε τα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης – και συγκεκριμένα την πρωτοβουλία “Έγκαιρες προειδοποιήσεις για όλους”, η οποία στοχεύει στην παροχή έγκαιρων προειδοποιήσεων για τους κλιματικούς κινδύνους σε όλους σε όλο τον κόσμο έως το 2027.
Επί του παρόντος διεξάγουμε μια μελέτη ώστε να κατανοήσουμε πώς η Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να συμβάλλει στην αντιμετώπιση των προκλήσεων του πραγματικού κόσμου που αντιμετωπίζουν οι εθνικοί οργανισμοί πρόβλεψης πλημμυρών. Έχουμε επίσης ιστορικό στενής συνεργασίας με ακαδημαϊκούς καθώς και με υδρολογικούς οργανισμούς, μέσω ετήσιων εργαστηρίων και προσπαθειών όπως το έργο μας Caravan για την τυποποίηση και τη συγκέντρωση υφιστάμενων συνόλων δεδομένων.
Το ταξίδι μας δεν έχει ακόμη τελειώσει
Καθώς οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής γίνονται όλο και πιο σοβαρές, οι πλημμύρες χτυπούν συχνά σε απροσδόκητα μέρη. Στόχος μας είναι να συνεχίσουμε να χρησιμοποιούμε τις ερευνητικές μας δυνατότητες και την τεχνολογία μας για να αυξήσουμε περαιτέρω την κάλυψή μας, καθώς και να προβλέψουμε άλλους τύπους συμβάντων και καταστροφών που σχετίζονται με πλημμύρες, συμπεριλαμβανομένων των αιφνίδιων πλημμυρών και των αστικών πλημμυρών. Εξετάζουμε επίσης πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την Τεχνητή Νοημοσύνη για να βοηθήσουμε στην αντιμετώπιση άλλων προκλήσεων που αφορούν την αντιμετώπιση της κλιματικής προσαρμογής και ευρύτερα το κλίμα και τη βιωσιμότητα
Πηγή : Blog Google
https://blog.google/technology/ai/google-ai-global-flood-forecasting/
