داده های جدید از قطب شمال هوش مصنوعی را تشویق می کند
این مجموعه داده که به عنوان بخشی از یک ماموریت علمی گارد ساحلی ایالات متحده جمع آوری می شود، منبع باز منتشر خواهد شد تا به پیشبرد برنامه ریزی ماموریت دریایی و مطالعات تغییرات آب و هوایی کمک کند.
همانطور که یخ شکن گارد ساحلی ایالات متحده (USCG) هیلی در سفری به قطب شمال در تابستان امسال شرکت می کند، در حال ثبت تصاویری از قطب شمال است تا مطالعه این منطقه به سرعت در حال تغییر را بیشتر کند. محققان آزمایشگاه لینکلن قبل از آغاز یک مأموریت علمی سه ماهه در 11 ژوئیه، یک سیستم دوربین را روی هیلی نصب کردند که در بندر سیاتل بود. مجموعه داده به دست آمده، که یکی از اولین ها در نوع خود خواهد بود، برای توسعه مصنوعی استفاده خواهد شد. ابزارهای اطلاعاتی که می توانند تصاویر قطب شمال را تجزیه و تحلیل کنند.
می‌گوید: «این مجموعه داده نه تنها می‌تواند به دریانوردان کمک کند تا ایمن‌تر حرکت کنند و کارآمدتر عمل کنند، بلکه با ارائه آگاهی حیاتی حوزه دریایی و درک بهتری از نحوه انجام تحلیل هوش مصنوعی در این محیط چالش‌برانگیز و منحصربه‌فرد، به محافظت از کشور ما نیز کمک می‌کند.» جو کوروکار، محققی در گروه معماری و الگوریتم های نرم افزاری هوش مصنوعی آزمایشگاه لینکلن، که این پروژه را رهبری کرد.
با گرم شدن سیاره و ذوب شدن یخ های دریا، گذرگاه های قطب شمال به روی کشتی های نظامی و کشتی هایی که ماهیگیری غیرقانونی انجام می دهند، به روی ترافیک بیشتری باز می شود. این تحرکات ممکن است برای ایالات متحده چالش های امنیتی ملی ایجاد کند. قطب شمال همچنین سؤالاتی در مورد چگونگی تغییر آب و هوا، حیات وحش و جغرافیای آن ایجاد می کند.
امروزه مجموعه داده های تصویری بسیار کمی از قطب شمال برای مطالعه این تغییرات وجود دارد. تصاویر بالای سر از ماهواره ها یا هواپیماها فقط می توانند اطلاعات محدودی در مورد محیط زیست ارائه دهند. یک دوربین بیرونی متصل به کشتی می تواند جزئیات بیشتری از محیط و زوایای مختلف اشیا مانند کشتی های دیگر را در صحنه ثبت کند. سپس از این نوع تصاویر می توان برای آموزش ابزارهای بینایی کامپیوتری هوش مصنوعی استفاده کرد که می تواند به USCG در برنامه ریزی ماموریت های دریایی و تجزیه و تحلیل خودکار کمک کند. به گفته Kurucar، دارایی‌های USCG در قطب شمال نازک هستند و می‌توانند از ابزارهای هوش مصنوعی که می‌توانند به عنوان یک ضرب‌کننده نیرو عمل کنند، سود زیادی ببرند.
هیلی بزرگترین و پیشرفته ترین کشتی یخ شکن USCG است. با توجه به ماموریت فعلی خود، این یک نامزد مناسب برای تجهیز به یک حسگر جدید برای جمع آوری این مجموعه داده بود. تیم تحقیقاتی آزمایشگاهی با مرکز تحقیق و توسعه USCG برای تعیین الزامات حسگر همکاری کرد. آنها با هم پلتفرم تصویربرداری و نظارت منطقه سرد (CRISP) را توسعه دادند.
آمنا گریوز، سرپرست پروژه CRISP و دستیار می گوید: “آزمایشگاه لینکلن رابطه بسیار خوبی با گارد ساحلی، به ویژه با مرکز تحقیق و توسعه دارد. در طول یک دهه، ما روابطی را ایجاد کرده ایم که امکان استقرار سیستم CRISP را فراهم کرده است.” رهبر گروه معماری و الگوریتم های نرم افزار هوش مصنوعی. ما نه تنها به دلیل کهنه سربازان USCG که در آزمایشگاه و در گروه ما کار می کنند، پیوندهای محکمی داریم، بلکه به این دلیل که مأموریت های فناوری ما مکمل یکدیگر هستند. امروز این شرکت حسگر مادون قرمز را در قطب شمال به کار می برد؛ فردا می تواند ربات سگ های چهارپا را روی یک ربات کار کند. کاتر واکنش سریع.”
سیستم CRISP شامل یک دوربین مادون قرمز با موج بلند است که توسط Teledyne FLIR (برای آینده‌نگر مادون قرمز) ساخته شده است که برای محیط‌های دریایی خشن طراحی شده است. دوربین می تواند خود را در هنگام دریاهای مواج ثابت کند و در تاریکی کامل، مه و تابش خیره کننده عکس بگیرد. این دستگاه با یک ساعت همگام‌سازی شده با GPS و یک ضبط کننده ویدیوی شبکه برای ضبط ویدیو و تصاویر ثابت همراه با داده‌های موقعیتی GPS جفت شده است.
دوربین در جلوی پل پرواز کشتی نصب شده است و وسایل الکترونیکی در یک قفسه ناهموار روی پل قرار گرفته اند. این سیستم می تواند به صورت دستی از روی پل کار کند یا در حالت نظارت مستقل قرار گیرد، که در آن به آرامی به جلو و عقب حرکت می کند و هر سه ساعت 15 دقیقه فیلم و هر 15 ثانیه یک تصویر ثابت ضبط می کند.
مایکل امیلی، مدیر سیستم های فناوری اطلاعات پروژه که برای نصب به سیاتل سفر کرده است، می گوید: “نصب تجهیزات یک تجربه منحصر به فرد و سرگرم کننده بود. مانند هر پروژه خوب، انتظارات ما برای نصب مطابق با واقعیت نبود.” تیم آزمایشگاه با کار با خدمه کشتی، پس از اینکه متوجه شدند که نقاط دسترسی مورد انتظار در واقع در دسترس نیستند، مجبور شدند به سرعت مسیر خود را برای عبور کابل از دوربین به ایستگاه مشاهده تنظیم کنند. امیلی می‌گوید: «ما کابل‌های 100 فوتی را برای این پروژه ساخته‌ایم، فقط در صورت بروز این نوع سناریو، که چیز خوبی بود زیرا فقط چند اینچ فرصت داشتیم.
تیم پروژه CRISP قصد دارد پس از پایان ماموریت علمی USCG در پاییز، مجموعه داده‌ای را که پیش‌بینی می‌شود در حدود 4 ترابایت باشد، به صورت عمومی منتشر کند.
هدف از انتشار مجموعه داده این است که جامعه تحقیقاتی گسترده تر را قادر سازد تا ابزارهای بهتری را برای کسانی که در قطب شمال فعال هستند، توسعه دهند، به خصوص که این منطقه قابل کشتیرانی تر می شود. کوروکار می‌افزاید: «جمع‌آوری و انتشار داده‌ها باعث پیشرفت سریع‌تر و بزرگ‌تر از آنچه به تنهایی می‌توانیم انجام دهیم، می‌شود. همچنین آزمایشگاه را قادر می‌سازد تا در برنامه‌های هوش مصنوعی پیشرفته‌تر درگیر شود در حالی که دیگران با استفاده از مجموعه داده‌ها پیشرفت‌های تدریجی‌تری داشته باشند.»
علاوه بر ارائه مجموعه داده، تیم آزمایشگاهی قصد دارد یک مدل تشخیص شی پایه ارائه کند، که از آن دیگران می توانند در مدل های خود پیشرفت کنند. برنامه‌های پیشرفته‌تر هوش مصنوعی که برای توسعه برنامه‌ریزی شده‌اند، طبقه‌بندی‌کننده‌هایی برای اشیاء خاص در صحنه و توانایی شناسایی و ردیابی اشیاء در تصاویر هستند.
پل متزگر، سرپرست گروه معماری و الگوریتم‌های نرم‌افزار هوش مصنوعی، می‌گوید: فراتر از کمک به مأموریت‌های USCG، این پروژه می‌تواند مجموعه داده‌ای تأثیرگذار برای محققانی ایجاد کند که به دنبال استفاده از هوش مصنوعی در داده‌های قطب شمال برای کمک به مبارزه با تغییرات آب و هوایی هستند.
