AI還可以防控火災(zāi)？NVIDIA、洛克希德·馬丁公司與美國(guó)州立及聯(lián)邦林務(wù)局運(yùn)用科技抗擊森林大火

有人說科技是人類的最終解，NVIDIA和洛克希德馬丁的合作就很好地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。

全新硅谷實(shí)驗(yàn)室將借助NVIDIA DGX系統(tǒng)和Omniverse模擬火災(zāi)災(zāi)情并做出應(yīng)對(duì)。

據(jù)估計(jì)，由于氣候變暖和空氣干燥，大規(guī)模森林火災(zāi)席卷全球，去年一年僅是在美國(guó)西部就造成近200億美元的損失。

NVIDIA和洛克希德·馬丁今天宣布與美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)局和科羅拉多州火災(zāi)預(yù)防與控制部門（DFPC）達(dá)成合作，將使用人工智能和數(shù)字孿生模擬，更好地了解森林火災(zāi)并阻止其蔓延。

兩家公司還宣布，將共同創(chuàng)建全球首個(gè)專門預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)森林火災(zāi)的人工智能實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室將使用NVIDIA人工智能基礎(chǔ)設(shè)施以及NVIDIA Omniverse高級(jí)可視化和虛擬世界仿真平臺(tái)來確定火災(zāi)等級(jí)，并對(duì)其發(fā)展態(tài)勢(shì)做出預(yù)測(cè)。該系統(tǒng)將在一個(gè)高度仿真的數(shù)字孿生體中再現(xiàn)火災(zāi)，從而為滅火提供最佳的行動(dòng)建議。

截至目前，森林大火今年已經(jīng)侵襲了美國(guó)650多萬英畝的土地，而且問題還遠(yuǎn)不止于此。西伯利亞有更多的土地被燒焦，漫天的大火還席卷了地中海地區(qū)和澳大利亞。

全新硅谷實(shí)驗(yàn)室

該人工智能開發(fā)實(shí)驗(yàn)室將設(shè)在硅谷，并采用洛克希德·馬丁公司的認(rèn)知任務(wù)管理器（CMM）系統(tǒng)。作為基于端到端人工智能的規(guī)劃與協(xié)調(diào)平臺(tái)，該系統(tǒng)可以把火災(zāi)相關(guān)實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)與燃料植被、地形、風(fēng)速等更多數(shù)據(jù)源相結(jié)合，以預(yù)測(cè)火災(zāi)蔓延的趨勢(shì)。CMM可以向事故指揮小組提供行動(dòng)建議，從而縮短響應(yīng)時(shí)間，提高滅火和人道主義行動(dòng)的成功率。

該實(shí)驗(yàn)室將為業(yè)界和用戶提供一個(gè)開放式協(xié)作空間，集中人才和資源進(jìn)行CMM設(shè)計(jì)，并在NVIDIA Omniverse中快速開發(fā)原型。洛克希德·馬丁公司將提供應(yīng)用人工智能、平臺(tái)集成、規(guī)劃和監(jiān)督領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)、以及幾十名應(yīng)用工程師和數(shù)據(jù)科學(xué)家。NVIDIA則負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)分析和模擬相關(guān)專業(yè)知識(shí)，幫助實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開發(fā)、建模、測(cè)試和部署。

為處理數(shù)據(jù)并訓(xùn)練人工智能模型，洛克希德·馬丁公司使用了NVIDIA DGX系統(tǒng)。洛克希德·馬丁公司還使用NIVIDIA Omniverse Enterprise軟件來實(shí)現(xiàn)火情的可視化，并預(yù)測(cè)火勢(shì)如何蔓延。

洛克希德·馬丁公司首席人工智能架構(gòu)師Shashi Bhushan表示：“洛克希德·馬丁公司和NVIDIA技術(shù)的結(jié)合，有望幫助工作人員更加快速、有效地應(yīng)對(duì)森林火災(zāi)，此外還能降低消防員和居民的風(fēng)險(xiǎn)。”

借助數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)火情可視化

NVIDIA Omniverse可以讓火災(zāi)行為分析人員在數(shù)字孿生的模擬環(huán)境中看到火情預(yù)測(cè)。洛克希德·馬丁公司基于實(shí)時(shí)、多GPU可擴(kuò)展模擬平臺(tái)，創(chuàng)建了預(yù)測(cè)火災(zāi)動(dòng)向的可視化圖景，并對(duì)其在數(shù)字復(fù)制環(huán)境中的流體動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究。這讓公司團(tuán)隊(duì)能在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用NVIDIA Omniverse。

消防行業(yè)主要依靠衍生自Rothermel火災(zāi)蔓延模型的工具來預(yù)測(cè)火災(zāi)進(jìn)展。洛克希德·馬丁公司的團(tuán)隊(duì)正在與創(chuàng)建該模型的團(tuán)隊(duì)——林業(yè)局密蘇拉火災(zāi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室合作，以檢驗(yàn)人工智能如何從速度和準(zhǔn)確性兩方面改進(jìn)現(xiàn)有的火情預(yù)測(cè)方法。

借助NVIDIA Omniverse，洛克希德·馬丁公司的團(tuán)隊(duì)不僅能展示Rothermel模型和CMM算法如何預(yù)測(cè)火災(zāi)，還可以使用真實(shí)數(shù)據(jù)再現(xiàn)過往火災(zāi)場(chǎng)景，從而加速新人工智能模型的訓(xùn)練、開發(fā)和評(píng)估。工程師也因此能夠同步對(duì)比過往火災(zāi)發(fā)展情況與兩個(gè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果。

NVIDIA Omniverse還為應(yīng)急響應(yīng)人員、操作員和工程師提供了沉浸式的數(shù)字孿生環(huán)境，以評(píng)估其滅火行動(dòng)的成效。

Shashi Bhushan表示：“Omniverse提供了一個(gè)效果逼真的數(shù)字環(huán)境。我們可以在這個(gè)虛擬世界中看到火災(zāi)以及地形、坡度、風(fēng)等等影響火災(zāi)的因素。在不久的將來，我們還可以在Omniverse場(chǎng)景中使用虛擬飛行器，以生成合成數(shù)據(jù)。此外，我們還可以基于Omniverse模擬創(chuàng)建更多人工智能模型，以幫助我們探索應(yīng)對(duì)的方法。”

CMM的人工智能模型利用紅外攝像機(jī)捕捉到的卡梅隆峰大火的歷史數(shù)據(jù)，在綜合考慮海拔、坡度、地形和風(fēng)力等因素后，預(yù)測(cè)了大火的走勢(shì)。隨后，工作人員將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入NVIDIA Omniverse可視化和仿真平臺(tái)，并創(chuàng)建了上述火災(zāi)的數(shù)字副本。

洛克希德·馬丁公司的工程師致力于將CMM技術(shù)集成到飛機(jī)駕駛艙中，以顯示火災(zāi)預(yù)測(cè)，并實(shí)時(shí)提出滅火行動(dòng)方案。

與美國(guó)和科羅拉多州消防管理部門通力合作 

位于蒙大拿州的美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)局密蘇拉火災(zāi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室在林野火災(zāi)研究領(lǐng)域處在前沿，并且一直在為火情分析和模擬提供相關(guān)應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)、軟件和產(chǎn)品。該實(shí)驗(yàn)室使用Rothermel火災(zāi)蔓延模型開發(fā)出FARSITE森林火災(zāi)增長(zhǎng)和行為預(yù)測(cè)工具。該實(shí)驗(yàn)室為洛克希德·馬丁團(tuán)隊(duì)提供了非常重要的火災(zāi)走勢(shì)和歷史數(shù)據(jù)專業(yè)知識(shí)。

作為洛克希德·馬丁公司和NVIDIA的合作伙伴，科羅拉多州消防與控制部門（DFPC）率先采用了兩家公司正在研發(fā)的CMM AI技術(shù)。DFPC通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集，提供專業(yè)知識(shí)、用戶體驗(yàn)和反饋，并實(shí)現(xiàn)平臺(tái)集成。洛克希德·馬丁公司的團(tuán)隊(duì)與多任務(wù)飛機(jī)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)一起參與行動(dòng)，并直接從多任務(wù)飛機(jī)的地圖中收集科羅拉多州火災(zāi)的數(shù)據(jù)?？屏_拉多州消防與控制部門還提供了歷史火災(zāi)數(shù)據(jù)，用于NVIDIA Omniverse中的可視化建模。通過三方持續(xù)合作，洛克希德·馬丁公司的工程師可以處理數(shù)據(jù)，并通過CMM對(duì)飛機(jī)實(shí)時(shí)觀察到的森林火災(zāi)進(jìn)行災(zāi)情預(yù)測(cè)，從而為現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)應(yīng)急人員提供幫助。

洛克希德·馬丁公司和NVIDIA將繼續(xù)在現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字孿生環(huán)境中的合作，以開發(fā)并不斷完善CMM。終有一天，無人駕駛飛行器將能夠快速對(duì)森林火災(zāi)做出反應(yīng)并進(jìn)行撲救。

在11月11日舉行的NVIDIA GTC線上大會(huì)上，CMM團(tuán)隊(duì)討論了如何使用NVIDIA Omniverse演示火勢(shì)預(yù)測(cè)的傳統(tǒng)方法和CMM系統(tǒng)算法。更多詳情，歡迎聆聽洛克希德·馬丁公司在GTC大會(huì)上的演講。