Een AI voor identificatie van zee-ijs

Update: 9 juli 2021
Een AI voor identificatie van zee-ijs

Als je Netflix hebt gekeken, online hebt gewinkeld of je robotstofzuiger hebt gebruikt, heb je interactie gehad met kunstmatige intelligentie, AI. AI zorgt ervoor dat computers een enorme hoeveelheid gegevens kunnen doorzoeken om patronen te detecteren of problemen op te lossen. De Europese Unie zegt dat AI een “bepalende toekomst” zal zijn technologie. '

En toch, hoewel AI al verweven is met ons dagelijks leven, is er een gebied op de wereld waar AI en zijn toepassingen nog in de kinderschoenen staan, zegt universitair hoofddocent aan de afdeling Marine Technology van de Norwegian University of Science and Technology (NTNU). Dat gebied is het Noordpoolgebied, een gebied waar de onderzoeker zich onder meer heeft gespecialiseerd in het bestuderen van zee-ijs.

Het wordt veel gebruikt in marketing, in de geneeskunde, maar niet zozeer in Arctische (onderzoeks)gemeenschappen, hoewel ze veel gegevens hebben, is er niet genoeg AI-aandacht in het veld. Er zijn veel gegevens die wachten tot mensen er iets mee doen.

Dus besloten onderzoekers om te kijken of ze een app konden ontwikkelen die kunstmatige intelligentie gebruikte om zee-ijs in het noordpoolgebied te identificeren.

Je denkt misschien dat er niet veel verschil is tussen het ene stuk zee-ijs en het andere, maar dat is niet zo.

Naast ijsbergen zijn er misvormd ijs, vlak ijs, gebroken ijs, ijsschotsen, ijsschotsen, ijsschotsen, pannenkoekenijs en onbezonnen ijs.

De onderzoekers wilden dat de app onderscheid kon maken tussen de verschillende soorten ijs en andere witte en blauwe objecten die er zijn, zoals lucht, open water en onderwaterijs.

Verschillende soorten ijs zijn echt van belang voor scheepskapiteins, die bijvoorbeeld in ijskoude wateren navigeren. Echte ijsbergen zijn niets zoals onbezonnen ijs, de drijvende stukjes ijs met een diameter van 2 meter of minder. Denk er eens over na - de Titanic zou niet zijn gezonken als hij gewoon in een stuk onbezonnen ijs was gedoken in plaats van een grote ijsberg.

Een andere factor die de situatie urgenter maakt, is de klimaatverandering, die het zee-ijs drastisch verandert naarmate de oceanen opwarmen. Zelfs met behulp van satellietbeelden en boordtechnologieën kan het een moeilijke uitdaging zijn om te weten wat er in de ijskoude wateren voor de boeg ligt, vooral bij mist of storm.

IJs kan erg moeilijk zijn voor navigatie, zei onderzoeker. “Vanaf het water (op scheepsniveau) Het kan moeilijk zijn om te detecteren waar er sterk ijs, meerjarig ijs en ander ijs is. Sommige ijssoorten zijn veel gevaarlijker dan andere soorten.

Het team begon het AI-systeem van hun app te onderwijzen met behulp van een uitgebreide verzameling foto's gemaakt door een andere NTNU-ijsonderzoeker.

Maar een AI-systeem is als een opgroeiend kind: als het wil leren, moet het aan veel informatie worden blootgesteld. Dat is waar het logisch was om de AI in een app te veranderen. Hoewel de COVID-19-pandemie de meeste cruise-activiteiten heeft stilgelegd, zullen mensen naarmate de pandemie afneemt, weer cruises gaan maken, ook naar het Noordpoolgebied en Antarctica.

Onderzoeker stelt zich voor dat toeristen de app gebruiken om foto's te maken van verschillende soorten ijs om te zien wie de meest verschillende soorten ijs vindt. En elk van die foto's helpt de app om te leren.

"Als de app wordt gebruikt voor 'infotainment', is nauwkeurigheid niet zo belangrijk," zei onderzoeker. "Het kan zelfs leuk zijn als het model fouten maakt."

Naarmate de AI leert, zegt onderzoeker, kan de steeds complexere dataset naar het klaslokaal worden gebracht, waar navigators op een veel geavanceerdere manier over ijs kunnen leren.

Momenteel kijken studenten alleen naar plaatjes of luisteren ze naar een PowerPoint-presentatie, waarin docenten de verschillende soorten ijs beschrijven.

"Dus dit kan een revolutie teweegbrengen in de manier waarop je over ijs leert," zei ze. "Je zou het in 3D kunnen hebben, je zou zelf kunnen opduiken en dit digitale beeld overal om je heen kunnen verkennen, met links naar verschillende soorten ijs."

De onderzoekers plannen in september een AI in de Arctische workshop om AI-toepassingen in deze afgelegen gebieden te verkennen.

Er zijn extreme uitdagingen die uniek zijn voor het Noordpoolgebied, van menselijke activiteiten en effecten op afgelegen Arctische locaties tot het Noordpoolgebied gegevens acquisitie, delen en kwaliteit. Ze moeten AI-toepassingen richten op het oplossen van Arctische uitdagingen die belangrijk zijn voor de wereld, maar ook om de 'zwarte gaten' of kennislacunes te benadrukken en het bewustzijn te vergroten over wat niet werkt.