Google shpall Google Earth AI: AlphaEarth, inteligjenca artificiale e re e DeepMind, hartëzon planetin me detaje të paprecedenta

Google DeepMind ka zbuluar AlphaEarth Foundations, një sistem revolucionar të inteligjencës artificiale që krijon harta shumë të detajuara të të gjithë planetit. I njoftuar sot, sistemi trajton një sfidë kyçe për shkencëtarët dhe qeveritë: si të përpunojnë vërshimin e madh të të dhënave të përditshme satelitore.

Funksionon duke bashkuar informacionin nga burime të shumta – si imazhet optike dhe radari – në një pamje të vetme dixhitale të unifikuar. Ky mjet i fuqishëm i ndihmon organizatat të gjurmojnë shpyllëzimin, të menaxhojnë burimet ujore dhe të monitorojnë ndryshimet mjedisore me shpejtësi dhe saktësi më të madhe.

Qëllimi është që analiza në shkallë planetare të jetë më e lirë dhe më e arritshme, duke transformuar mënyrën se si e kuptojmë botën tonë nga hapësira. Seti i të dhënave që rezulton tani është i disponueshëm për studiuesit përmes Google Earth Engine.

Për dekada të tëra, një paradoks themelor ka pllakosur vëzhgimin e Tokës. Ndërsa satelitët kapin një pamje pothuajse në kohë reale të planetit tonë, vëllimi dhe kompleksiteti i këtyre të dhënave kanë krijuar një sfidë të re: lidhja e të dhënave të ndryshme në inteligjencë të zbatueshme ka mbetur jashtëzakonisht e vështirë.

AlphaEarth Foundations i Google DeepMind përballet drejtpërdrejt me këtë çështje. Modeli i inteligjencës artificiale funksionon si një “satelit virtual”, sipas ekipit të kërkimit. “AlphaEarth Foundations funksionon si një satelit virtual. Ai karakterizon me saktësi dhe efikasitet të gjithë tokën tokësore dhe ujërat bregdetare të planetit duke integruar sasi të mëdha të të dhënave të vëzhgimit të Tokës në një përfaqësim të unifikuar dixhital.”

Kjo shënon një ndryshim të rëndësishëm nga metodat tradicionale. Në vend që të trajtojë çdo imazh satelitor si një të dhënë të veçantë, sistemi i ndërthur ato së bashku në një model dixhital të unifikuar që sistemet kompjuterike mund ta përpunojnë lehtësisht, duke ofruar një pamje më të plotë dhe të qëndrueshme të evolucionit të planetit . Sistemi asimilon vëzhgimet nga një gamë tepër e larmishme burimesh publike.

Ai kombinon imazhe optike dhe termike nga satelitë si Sentinel-2 dhe Landsat, të dhëna radarësh që depërtojnë në retë kompjuterike, hartëzime lazeri 3D, modele globale të lartësisë dhe madje edhe simulime klimatike. Qëllimi përfundimtar është fuqizimi i shkencëtarëve dhe organizatave për të marrë vendime më të informuara mbi çështje kritike globale, nga siguria ushqimore dhe shpyllëzimi te zgjerimi urban dhe menaxhimi i burimeve jetësore të ujit.

Inovacioni thelbësor i sistemit qëndron në krijimin e asaj që studiuesit e quajnë “fusha integrimi”. Në vend që ta trajtojë çdo imazh satelitor si një të dhënë të veçantë, AlphaEarth Foundations krijon përmbledhje dixhitale shumë të kompresuara për çdo 10 metra katrorë të sipërfaqes së Tokës. Çdo piksel transformohet në një vektor karakteristikash të pasur, 64-dimensional që përmbledh një vit të tërë vëzhgimesh nga shumë burime.

Këto nuk janë breza spektralë konvencionalë. Siç shpjegon Google, 64 dimensionet përfaqësojnë një koordinatë në një “sferë” me dimensione të larta, duke kapur jo vetëm vetitë e pikselit, por edhe kontekstin e tij hapësinor dhe kohor. Kjo i lejon modelit të dallojë midis sipërfaqeve që duken të ngjashme në izolim, si asfalti i një parkingu kundrejt një autostrade, sepse mjediset përreth tyre u japin atyre ngulitje të dallueshme.

Kjo teknikë është jashtëzakonisht efikase. Sipas hulumtimit, sistemi ul shkallën e gabimeve me afërsisht 23.9% krahasuar me qasjet ekzistuese, ndërkohë që kërkon 16 herë më pak hapësirë ruajtjeje . Ky reduktim dramatik i mbingarkesës së të dhënave është thelbësor për kapërcimin e pengesave të zakonshme si mbulimi i reve dhe ul koston e analizave në shkallë planetare.

Ndoshta më e rëndësishmja është se sistemi shkëlqen në “regjimet e të dhënave të pakta” – situata ku verifikimi në terren është i kufizuar. Siç vëren dokumenti kërkimor, “hartat me cilësi të lartë varen nga të dhënat e etiketuara me cilësi të lartë, megjithatë kur punohet në shkallë globale, duhet të arrihet një ekuilibër midis saktësisë së matjes dhe mbulimit hapësinor”. Aftësia e AlphaEarth për të nxjerrë me saktësi nga shumë pak pika të dhënash adreson këtë sfidë themelore.

Kjo qasje shumëmodale jep rezultate superiore në detyra komplekse shkencore. Për shembull, në një provë sfiduese për të vlerësuar avullimin – procesin e transferimit të ujit nga toka në atmosferë – AlphaEarth Foundations arriti një rezultat të fortë pozitiv. Në të kundërt, të gjitha metodat e tjera të testuara performuan më keq sesa thjesht hamendësimi i mesatares, duke nënvizuar aftësitë e përparuara të modelit të ri në vlerësimin e variablave biofizike.

Ajo që e dallon sistemin teknikisht është trajtimi i sofistikuar i kohës. Arkitektura e modelit, e quajtur “Saktësia Hapësinore-Kohore” ose STP, është qasja e parë e veçorive të vëzhgimit të Tokës që mbështet kohën e vazhdueshme , sipas punimit kërkimor. Kjo përfaqëson një inovacion themelor arkitektonik për IA gjeohapësinore.

Kjo aftësi unike do të thotë që sistemi mund të gjenerojë harta të sakta për çdo interval specifik datash sipas kërkesës. Ai mund të interpolojë midis vëzhgimeve ekzistuese satelitore për të plotësuar boshllëqet ose edhe të ekstrapolojë në periudha pa mbulim të drejtpërdrejtë. Kjo në mënyrë efektive i lejon modelit të “shohë” përmes mbulesës së vazhdueshme të reve, një problem i njohur në rajonet tropikale që shpesh i bën të papërdorshme të dhënat e tjera satelitore.

Arkitektura STP u projektua për të ruajtur njëkohësisht përfaqësime shumë të lokalizuara, ndërkohë që modelon marrëdhënie në distanca të gjata si në kohë ashtu edhe në hapësirë . Ky fokus i dyfishtë i lejon asaj të kuptojë kontekstin e një pikseli të vetëm 10 metrash në lidhje me mjedisin e tij më të gjerë dhe evolucionin e tij gjatë javëve, muajve ose viteve.

Duke i trajtuar imazhet satelitore të një vendndodhjeje me kalimin e kohës sikur të ishin kuadro në një video, modeli mëson të prodhojë ngulitje që kapin kontekstin hapësinor dhe ruajnë trajektoret kohore. Kjo do të thotë që çdo vektor ngulitjeje përfshin sinjale sezonale, si fenologjia e bimësisë ose mbulesa e borës , dhe ndryshime të tjera brenda vitit.

Rezultati është një grup veçorish i përsosur dhe i gatshëm për analizë që eliminon nevojën që shkencëtarët të kryejnë detyra komplekse paraprake përpunimi, si korrigjimi atmosferik ose maskimi i reve. Në vend që të shpenzojnë kohë dhe të llogarisin energjinë duke u marrë me të dhëna, studiuesit mund të përqendrohen drejtpërdrejt në analizë dhe në gjenerimin e njohurive.

Gjatë vitit të kaluar, Google ka punuar me më shumë se 50 organizata për të testuar AlphaEarth Foundations në aplikacione të botës reale dhe rezultatet e hershme sugjerojnë potencial transformues në shumë sektorë. Partneritetet përfshijnë grupet e ruajtjes së natyrës, institucionet akademike dhe organet ndërkombëtare, duke përfshirë Organizatën e Ushqimit dhe Bujqësisë të Kombeve të Bashkuara , Harvard Forest dhe Universitetin Stanford .

Në Brazil, grupi i teknologjisë së ruajtjes MapBiomas po përdor të dhënat për të kuptuar më thellë ndryshimet bujqësore dhe mjedisore në të gjithë vendin. Kjo punë është thelbësore për informimin e strategjive të ruajtjes dhe iniciativave të zhvillimit të qëndrueshëm në ekosisteme jetësore si pylli tropikal i Amazonës. Tasso Azevedo, themeluesi i MapBiomas, theksoi ndikimin e menjëhershëm, duke deklaruar, “grupi i të dhënave Satellite Embedding mund të transformojë mënyrën se si punon ekipi ynë – tani kemi mundësi të reja për të bërë harta që janë më të sakta, precize dhe të shpejta për t’u prodhuar – diçka që nuk do të kishim qenë kurrë në gjendje ta bënim më parë”.

Një tjetër partner kyç, nisma Global Ecosystems Atlas, po e shfrytëzon teknologjinë për të krijuar burimin e parë gjithëpërfshirës për hartëzimin dhe monitorimin e ekosistemeve të botës. Ky projekt po i ndihmon vendet të klasifikojnë rajonet e pahartuara më parë në kategori specifike, siç janë shkurret bregdetare dhe shkretëtirat hiper-të thata.

Ky “burim i parë i këtij lloji” luan një rol vendimtar në ndihmën e kombeve për të përcaktuar më mirë përparësitë e zonave të ruajtjes, për të optimizuar përpjekjet e restaurimit dhe për të luftuar humbjen globale të biodiversitetit. Nick Murray, Drejtor i Laboratorit Global të Ekologjisë të Universitetit James Cook dhe Udhëheqës i Shkencës Globale të iniciativës, theksoi rëndësinë e projektit. “Grupi i të dhënave Satellite Embedding po revolucionarizon punën tonë duke i ndihmuar vendet të hartojnë ekosistemet e paeksploruara – kjo është thelbësore për të përcaktuar se ku duhet të përqendrojnë përpjekjet e tyre të ruajtjes”, tha ai.

Njoftimi e vendos Fondacionin AlphaEarth në ballë të asaj që Google e quan “AI i Google Earth”, një koleksion modelesh dhe grupesh të dhënash gjeohapësinore të dizajnuara për të trajtuar nevojat më kritike të planetit. Kjo iniciativë zgjeron vitet e punës në ndërtimin e sistemeve të AI për problemet e botës reale. Në një postim të përbashkët në blog, drejtuesit ekzekutivë të Google, Yossi Matias dhe Chris Phillips, shkruan: “këto modele tashmë fuqizojnë funksionet e përdorura nga miliona, si alarmet për përmbytje dhe zjarre në Search dhe Maps; ato gjithashtu ofrojnë njohuri të zbatueshme përmes Google Earth, Platformës së Hartave Google dhe Platformës së Reve Google”.

Rezultati më i prekshëm i kësaj pune është publikimi i të dhënave Satellite Embedding, i cili tani është i disponueshëm përmes Google Earth Engine. I përshkruar si një nga më të mëdhenjtë e këtij lloji me mbi 1.4 trilion gjurmë ngulitjeje në vit, grupi i të dhënave ofron pamje vjetore nga viti 2017 deri në vitin 2024, duke ofruar një kontekst të pasur historik për ndjekjen e ndryshimeve mjedisore me kalimin e kohës.

Duke i bërë të disponueshme këto përfshirje të parallogaritura, Google synon të demokratizojë aksesin në aftësi të sofistikuara të vëzhgimit të Tokës. Më parë, krijimi i hartave të tilla të detajuara kërkonte burime të konsiderueshme llogaritëse dhe ekspertizë të thellë. Ekipi i kërkimit beson se ky është një moment vendimtar për komunitetin shkencor. “Ky përparim i madh u mundëson shkencëtarëve të bëjnë diçka që ishte e pamundur deri më tani: të krijojnë harta të detajuara dhe konsistente të botës sonë, sipas kërkesës”, shkruajnë ata.

Implikimet për ndërmarrjet janë të konsiderueshme. Bizneset e përfshira në monitorimin e zinxhirit të furnizimit, prodhimin bujqësor, planifikimin urban ose pajtueshmërinë mjedisore tani kanë një mjet të ri të fuqishëm. Aftësia për të ndjekur ndryshimet me rezolucion 10 metra në nivel global ofron një bazë për aplikime që variojnë nga verifikimi i pretendimeve për furnizim të qëndrueshëm deri te optimizimi i rendimenteve bujqësore.

Gjatë gjithë njoftimit, Google theksoi se sistemi funksionon me një rezolucion të projektuar për monitorimin e mjedisit, jo për gjurmimin individual. Kompania sqaroi se të dhënat “nuk mund të kapin objekte, njerëz ose fytyra individuale”. Kjo rezolucion prej 10 metrash është një zgjedhje e qëllimshme e projektimit, që synon të balancojë dobinë me mbrojtjen e privatësisë.