全球抗極端野火尋求新突破 生成式AI、數位孿生加入即戰力

2023/07/24 環境資訊中心 謝明珊、陳文姿 編譯;許祖菱 審校

全球極端野火事件頻傳。截至6月底,森林和草原燒毀超過800萬公頃。濃煙擴散,紐約、華盛頓、甚至歐洲都深受其害,突破消防管理的瓶頸成了當務之急。矽谷科技公司運用生成式AI解析影像,大幅降低誤報數。晶片大廠輝達也加入戰局,打造首座以AI抗野火的實驗室,運用數位孿生(digital twin)重現火災,預測火災擴散方式,還可建議最佳因應策略。

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NASA網站的野火地圖(2023年7月3日截圖)顯示加拿大深陷野火危機。 圖片來源:NASA wildfire map

化被動為主動 加州抗極端野火20年

美國加州近年野火頻傳,2003年的「西達野火」(Cedar Fire)燒掉11萬公頃的土地,讓人警覺到,這不是過去野火的等級,不能用一般消防方式應付。

加州大學地質暨地球物理學教授德里斯科爾(Neal Driscoll)告訴加拿大《環球新聞》(Global News),火勢蔓延的速度太驚人了,大家見識到一場火災竟可以燒掉11萬公頃,徹底改變整個景觀。

過去,接獲火災通報後,消防單位必須派一組人搭車或搭直升機,前往通報地點,先確認野火,再來調整應變計畫。不僅消防員疲於奔命,而且緩不濟急。

大火過後,加州大學聖地亞哥分校(UC San Diego)在國家科學基金會的贊助下,聯合科技公司、政府機構、野火服務機構建立ALERTCalifornia網絡。2017年加入攝影監控,部署一千多部攝影機。

光靠攝影機或衛星照片,誤判的機率很高。ALERTCalifornia花了數個月訓練AI模型,過濾攝影數據,揪出煙霧等異常情況,再經值班人員確認查證。提早確認野火點,讓消防人員主動應變。

里斯科爾說,攝影機的影像也對一般大眾開放,讓民眾直接的掌握附近野火狀況,做出更明智的對策。

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今年5月加拿大Donnie Creek的野火。 圖片來源:加拿大英屬哥倫比亞省(BC)wildfire service

生成式AI助影像解析

極端野火在2020年再度燒入加州,9917起森林大火,燃燒面積178萬公頃,超過1/3個台灣的土地。城市壟罩在橘色煙霧下,宛若末日場景。矽谷的電腦影像分析公司Chooch不想置身事外,執行長尤特肯(Emrah Gultekin)主動找上消防局,詢問可以幫上什麼忙。

Chooch是晶片大廠輝達(NVIDIA)新創計畫INVIDIA Inception的合作夥伴,這個計畫協助新創公司運用尖端技術並接觸創業投資者。

Chooch發展的AI火災檢測工具可每15分鐘分析一次快照,辨識煙霧或火災跡象,並利用生成式AI自動產生影像的描述,讓審視人員更快找到火災點。每週錯誤預警數從2000次降為8次。

輝達也在2021年跟洛克希德馬汀(Lockheed Martin)公司宣布打造全球首座以AI為中心的實驗室,專用於預測和因應野火。這項計劃與美國國家森林局及科羅拉多州火災預防與控制部門(DEPC)合作,利用科技深入解析野火發生的原因並阻止蔓延。

實驗室將使用NVIDIA AI基礎設施和NVIDIA Omniverse的視覺化和數位模擬平台,處理火災的規模並預測擴散方式,並運用數位孿生重現火災。這套系統還會建議有效滅火的最佳行動方案。

XPRIZE祭高額獎金抗極端野火

「我們該徹底改變撲滅野火的方式了!」Xprize組織4月推出獎金高達1100萬美元的大獎「Xprize Wildfire」,傾全球之力找出抗野火的創新技術。

Xprize指出,全球極端野火事件(Extreme Wildfire Event,EWE)頻傳。光在美國,每年損失就高達3500億美元。EWE傳播速度更快,燃燒面積更大,造成毀滅性傷害和生命損失,但在過去幾十年來,消防管理技術卻沒有跟上。

XPRIZE創辦人兼執行董事長迪曼德斯(Peter H. Diamandis)表示,我們一直用相同的手法撲滅野火,這條路行不通了。我們需要徹底的創新,用上各種人工智慧、機器人、無人機和偵測器技術,在未擴大前就要撲滅野火。

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2023年加拿大野火造成的煙霧讓紐約也深陷空污危機(6月7日)。 圖片來源:Anthony Quintano(CC BY 2.0)

參考資料

環球新聞(Global News)(2023年5月16日),Wildfires and AI: How tech can help in Canada's natural disaster fight

輝達(2023年6月14日),Forged in Flames: Startup Fuses Generative AI, Computer Vision to Fight Wildfires

輝達(2021年11月9日),NVIDIA 和洛克希德馬汀公司攜手美國州立與聯邦國家森林局 使用人工智慧撲滅野火

IMVEEurope(2023年6月23日),AI vision software helps fight wildfires

加拿大科技世界新聞網(ITWorldCanada)(2023年6月22日),AWS weighs in on the potential of AI to fight wildfires


本文授權轉載自《環境資訊中心》(原文為:全球抗極端野火尋求新突破 生成式AI、數位孿生加入即戰力

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