Ελληνικές εφαρμογές με διακρίσεις που αξιοποιούν την Τ.Ν. για την παρατήρηση της Γης και την πρόγνωση φυσικών καταστροφών ^Κύριο

Η διεπιστημονική ερευνητική ομάδα «Orion Lab» αποτελεί συνεργασία του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου και ασχολείται με την παρατήρηση της Γης κυρίως με δορυφορικά μέσα και με την αξιοποίηση των δεδομένων με τεχνολογίες τεχνητής νοημοσύνης. «Δημιουργούμε εφαρμογές, όπου αξιοποιούμε δορυφορικά δεδομένα και τεχνητή νοημοσύνη για την παρακολούθηση του αντίκτυπου της κλιματικής αλλαγής, την παρακολούθηση και διαχείριση φυσικών καταστροφών και την παρατήρηση του γήινου και θαλάσσιου περιβάλλοντος», εξηγεί στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο επικεφαλής της ομάδας Γιάννης Παπουτσής, επίκουρος καθηγητής στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και συνεργάτης ερευνητής στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών.

Ο κ. Παπουτσής επισημαίνει ότι τα τελευταία χρόνια η τεχνητή νοημοσύνη «έχει κατακλύσει τον ερευνητικό χώρο της παρατήρησης της Γης». «Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξάγει κανείς πληροφορία. Επίσης, από τη στιγμή που παρακολουθούμε αδιαλείπτως τη Γη με τα δορυφορικά μέσα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την τεχνητή νοημοσύνη για να μοντελοποιήσουμε όλες αυτές τις πολύ σύνθετες και μη γραμμικές αλληλεξαρτήσεις μεταξύ των φυσικών φαινομένων και να δημιουργήσουμε κάποιες συνδέσεις μεταξύ φυσικών φαινομένων, οπότε να δούμε μια αλληλουχία βημάτων και να μπορούμε να προβλέπουμε πότε θα συμβεί ένα μεγάλο γεγονός, όπως πυρκαγιά ή πλημμύρα», περιγράφει.

Ένα... σύγχρονο μαντείο

Έχοντας ως στόχο την πρόσβαση του κοινού σε δορυφορικά δεδομένα, η ομάδα δημιούργησε το manteo.ai, ένα καινοτόμο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που αξιοποιώντας τέτοια δεδομένα παρέχει εύκολη πρόσβαση μέσω chat σε πληροφορίες για τη Γη. Η εφαρμογή συνδυάζει μεγάλα γλωσσικά μοντέλα (όπως το ChatGPT) με μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης που είναι εξειδικευμένα για επεξεργασία και ανάλυση δορυφορικών δεδομένων. Ο χρήστης μπορεί μέσω chat να θέσει ερωτήσεις και να λάβει απαντήσεις σχετικά με την παρατήρηση της Γης, ενώ το σύστημα αναλαμβάνει και σύνθετες εργασίες, όπως η εκτίμηση ρίσκου ακραίων φαινομένων, η χαρτογράφηση φυσικών καταστροφών και η παρακολούθηση οικοσυστημάτων και δεικτών κλιματικής αλλαγής. Στην πιλοτική λειτουργία της εφαρμογής, οι ερευνητές έχουν εστιάσει στην καταγραφή των επιπτώσεων μιας πυρκαγιάς ή μιας πλημμύρας.

Το όνομα της εφαρμογής συνδυάζει την έννοια του μαντείου, που δίνει συμβουλές και προβλέπει το μέλλον, με την κατάληξη -eo, ακρωνύμιο για το Earth Observation, δηλαδή την παρατήρηση της Γης.

Η καινοτομία της εστιάζεται στο ότι δίνει την ευκαιρία σε χρήστες χωρίς εξειδικευμένη γνώση να τη χρησιμοποιήσουν για να αντλήσουν πληροφορία από δορυφορικά δεδομένα. «Ο στόχος μας είναι να γίνει ένας εκδημοκρατισμός της γνώσης για το τι συμβαίνει στον πλανήτη μας. Πολλά δορυφορικά δεδομένα είναι δημόσια, αλλά στην πραγματικότητα ο κόσμος δεν έχει την τεχνογνωσία για να τα χρησιμοποιήσει, οπότε εμείς προσπαθούμε αυτό να το κάνουμε πιο εύκολο», αναφέρει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο Ιωάννης Πράπας, ερευνητής στην ομάδα «Orion Lab».

Η εφαρμογή παρουσιάστηκε στον διαγωνισμό επιχειρηματικότητας «Cassini Challenges», που διεξάγεται από τον Οργανισμό της Ευρωπαϊκής Ένωσης για το Διαστημικό Πρόγραμμα (EUSPA) και στοχεύει σε καινοτόμες ιδέες και προϊόντα που σχετίζονται με το Διάστημα. Περιλαμβάνει τρία ανεξάρτητα στάδια: διαγωνισμός ιδέας, διαγωνισμός πρωτοτύπου και διαγωνισμός προϊόντος.

Το manteo.ai κέρδισε ένα από τα 15 βραβεία στον διαγωνισμό ιδέας και συνεχίζει στα επόμενα στάδια με την ομάδα να έχει ήδη καταθέσει την πρόταση και στον διαγωνισμό πρωτοτύπου. Η ομάδα, στην οποία περιλαμβάνονται και οι ερευνητές Νίκος-Ιωάννης Μπούντος και Σπύρος Κονδυλάτος, θα συμμετέχει στις μέρες επιχειρηματικότητας του Cassini, αρχές Ιουνίου στην Πράγα, όπου θα γίνει η βράβευση και η επαφή με επενδυτές. Επόμενος στόχος της είναι να αξιοποιήσει την εφαρμογή και μέσω της δημιουργίας μιας νεοφυούς επιχείρησης (startup).

Διαχείριση κινδύνου πυρκαγιάς με το «Plato»

Η βράβευση στο «Cassini Challenges» έρχεται λίγο καιρό μετά τη διάκριση με το δεύτερο βραβείο του «Orion Lab» για μια άλλη εφαρμογή, το σύστημα «Plato», στον Διαγωνισμό Καινοτομίας του Κέντρου Καινοτομίας και Επιχειρηματικότητας «Αρχιμήδης» του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Το σύστημα αφορά στη διαχείριση κινδύνου πυρκαγιάς στην Ελλάδα με τεχνητή νοημοσύνη και αναπτύχθηκε σε συνεργασία με το Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών του ΕΚΠΑ και τον καθηγητή, Μανόλη Κουμπαράκη. Στην ομάδα συμμετέχουν εκτός από τους κ. Παπουτσή και Κουμπαράκη και οι ερευνητές Ιωάννης Πράπας, Γεώργιος Σταμούλης, Σουζάνα Τουλουμτζή, Ηλέκτρα Καρασαντέ και Σπύρος Κονδυλάτος. Στην ανάπτυξή του συμμετείχε και το Πυροσβεστικό Σώμα.

Το Plato είναι ένα πρωτοποριακό σύστημα εκτίμησης κινδύνου και ρίσκου που προβλέπει και οπτικοποιεί τι θα απειληθεί από πυρκαγιά την επόμενη ημέρα, εστιάζοντας σε εκείνα τα γεγονότα που έχουν τη δυναμική να εξελιχθούν σε μεγάλες πυρκαγιές.

Το σύστημα αποτελείται από τρεις βασικές υπηρεσίες. Η πρώτη αφορά στην εκτίμηση κινδύνου εκδήλωσης και εξάπλωσης δασικών πυρκαγιών για την επόμενη ημέρα για ολόκληρη την Ελλάδα (σε ανάλυση 1Χ1 χιλιόμετρο) αξιοποιώντας δορυφορικά, μετεωρολογικά και γεωχωρικά δεδομένα. Επίσης, την επεξήγηση της πρόβλεψης κινδύνου με ιεράρχηση και ποσοτικοποίηση των σημαντικότερων παραμέτρων που οδήγησαν σε αυτή, μέσω εξηγήσιμης τεχνητής νοημοσύνης (explainable AI). Τέλος, την εκτίμηση ρίσκου για υποδομές και περιοχές ενδιαφέροντος (όπως περιοχές Natura, νοσοκομεία, αρχαιολογικούς χώρους, οικισμούς και δασικές περιοχές), μέσω αναπαράστασης και αναζήτησης γεωχωρικών συνδεδεμένων δεδομένων.

Για να εντοπίσει τις περιοχές που έχουν υψηλή επικινδυνότητα για την έναρξη και εξάπλωση μιας πυρκαγιάς, το σύστημα χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη και συγκεκριμένα νευρωνικά δίκτυα, που εκπαιδεύονται με ιστορικά δεδομένα διαφόρων μεταβλητών που συμβάλλουν στον κίνδυνο πυρκαγιάς. Τα δεδομένα εκπαίδευσης περιλαμβάνουν όλες τις μεγάλες (άνω των 30 εκταρίων) καταγεγραμμένες καμένες εκτάσεις στην ελληνική επικράτεια τα τελευταία 20 χρόνια, για τις οποίες οι ερευνητές γνωρίζουν και τις συνθήκες που επικρατούσαν κατά την έναρξη της πυρκαγιάς (μετεωρολογία, βλάστηση, ανθρώπινες παρεμβάσεις, κά). Το Plato χρησιμοποιείται ήδη πιλοτικά από το Πυροσβεστικό Σώμα, που αξιολογεί τη λειτουργία του.

Το σύστημα αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του έργου «DeepCube», που χρηματοδοτείται από το Horizon 2020.

Μαρία Κουζινοπούλου - ΑΠΕ-ΜΠΕ