實(shí)時(shí)：微軟等研發(fā)AI模型，已用于土耳其震后殘骸分析，評(píng)估準(zhǔn)確率達(dá)85％

我們經(jīng)常聽(tīng)到關(guān)于人工智能具備解決世界上諸多問(wèn)題的巨大潛力，但它們往往是空洞且不切實(shí)際的承諾。當(dāng)我第一次得知人工智能可能已經(jīng)開(kāi)始幫助人類(lèi)應(yīng)對(duì)災(zāi)難時(shí)，包括席卷了土耳其和敘利亞的地震，我對(duì)此持懷疑態(tài)度。

但美國(guó)國(guó)防部的最新努力似乎有些效果。該項(xiàng)目名為 xView2，它是一個(gè)計(jì)算機(jī)視覺(jué)項(xiàng)目，目前仍處于早期部署階段，但它已經(jīng)參與了土耳其的災(zāi)后后勤保障和地面救援任務(wù)。

xView2 是由美國(guó)五角大樓國(guó)防創(chuàng)新部門(mén)資助，由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)軟件工程研究所于 2019 年開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目。它與許多研究伙伴合作，包括微軟和加州大學(xué)伯克利分校。它使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法與其他衛(wèi)星服務(wù)提供商的衛(wèi)星圖像相結(jié)合，以識(shí)別災(zāi)區(qū)的建筑和基礎(chǔ)設(shè)施損壞情況。相較于目前的方法，它能更快地對(duì)破壞的嚴(yán)重程度進(jìn)行分類(lèi)。

(資料圖片)

國(guó)防創(chuàng)新部門(mén)首席人工智能科學(xué)家和伯克利研究員里特維·古普塔（Ritwik Gupta）表示，這意味著該項(xiàng)目可以幫助急救人員和恢復(fù)專(zhuān)家迅速得到狀況評(píng)估結(jié)果，可以幫助找到幸存者和幫助協(xié)調(diào)重建工作。

在研發(fā)、測(cè)試和部署過(guò)程中，古普塔經(jīng)常與美國(guó)國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)、聯(lián)合國(guó)和世界銀行等大型國(guó)際組織合作。在過(guò)去的五年里，美國(guó)加州的國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)和澳大利亞的地理空間情報(bào)組織都部署了 xView2 來(lái)應(yīng)對(duì)野火，最近在尼泊爾洪水災(zāi)害的后續(xù)恢復(fù)工作中，它幫助識(shí)別了山體滑坡造成的破壞。

古普塔說(shuō)，在地震襲擊過(guò)的土耳其，xView2 已經(jīng)被至少兩個(gè)不同的聯(lián)合國(guó)地面搜救小組所使用。當(dāng)?shù)鼐用裨驃檴檨?lái)遲的搜索和救援力量而感到沮喪。

古普塔還表示，xView2 也被利用在災(zāi)區(qū)的其他地方，并且成功地幫助救援人員“找到地面上的、之前不知道的受損地區(qū)”。他指出，土耳其的災(zāi)難和緊急情況管理部門(mén)，世界銀行，國(guó)際紅十字會(huì)聯(lián)合會(huì)和聯(lián)合國(guó)世界糧食計(jì)劃署都使用過(guò)該平臺(tái)來(lái)應(yīng)對(duì)地震。

“如果我們能多拯救一條生命，那這項(xiàng)技術(shù)就是有用的，”古普塔說(shuō)道。

圖 | 土耳其 Islahiye 地區(qū)的衛(wèi)星圖像（來(lái)源：MAXAR 技術(shù)）

人工智能如何幫助

xView2 背后的算法采用了一種類(lèi)似于物體識(shí)別的技術(shù)，被稱(chēng)為“語(yǔ)義分割”，它評(píng)估圖像中的每個(gè)單獨(dú)像素及其與相鄰像素的關(guān)系，以得出最終結(jié)果。

下面兩張圖，就是該平臺(tái)上的快照，左邊是災(zāi)區(qū)的衛(wèi)星圖像，右邊是模型的評(píng)估——紅色越深，建筑（殘?。┑臓顩r就越糟。世界銀行的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理專(zhuān)家阿蒂謝·阿比（Atishay Abbhi）表示，獲得相似程度的評(píng)估結(jié)果以往需要幾周的時(shí)間，現(xiàn)在僅需要數(shù)小時(shí)或幾分鐘。

圖 |土耳其 Marash 地區(qū)，來(lái)源：加州大學(xué)伯克利分校/五角大樓國(guó)防創(chuàng)新部門(mén)/微軟）

這是對(duì)傳統(tǒng)災(zāi)害評(píng)估系統(tǒng)的改進(jìn)。目前在這些系統(tǒng)中，救援和應(yīng)急反應(yīng)人員依靠目擊者的報(bào)告和呼叫來(lái)確定哪里需要幫助。在最近的一些技術(shù)應(yīng)用案例中，會(huì)用到像無(wú)人機(jī)這樣的固定翼飛行器，攜帶著攝像機(jī)和傳感器飛越災(zāi)區(qū)，向人類(lèi)傳輸數(shù)據(jù)以供審查，但這可能需要幾天，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。

此外，不同的響應(yīng)組織往往有自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)目錄，這使得響應(yīng)速度進(jìn)一步變慢，同時(shí)也讓創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的、共享的災(zāi)區(qū)圖片系統(tǒng)更具挑戰(zhàn)性。xView2 可以在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)受影響區(qū)域的共享地圖，從而幫助應(yīng)急響應(yīng)組織協(xié)調(diào)和確定響應(yīng)的優(yōu)先級(jí)，既節(jié)省時(shí)間，又可能會(huì)挽救更多生命。

面臨的障礙

當(dāng)然，這項(xiàng)技術(shù)遠(yuǎn)非災(zāi)難應(yīng)對(duì)的萬(wàn)能靈藥。xView2 面臨著幾個(gè)重大挑戰(zhàn)，同時(shí)也是古普塔目前的研究重點(diǎn)。

首先，也是最重要的一個(gè)問(wèn)題是，該模型對(duì)衛(wèi)星圖像的依賴(lài)程度。衛(wèi)星圖像只有在白天、沒(méi)有云層和上空有衛(wèi)星時(shí)才能提供清晰的照片。在土耳其最近的地震災(zāi)害中，第一張可用的衛(wèi)星圖像直到 2 月 9 日才出現(xiàn)，即第一次地震發(fā)生的三天后。

而且，在偏遠(yuǎn)和經(jīng)濟(jì)較不發(fā)達(dá)的地區(qū)，人們能得到的衛(wèi)星圖像也要少得多——例如土耳其的鄰國(guó)、同樣遭受了地震襲擊的敘利亞。為了解決這個(gè)問(wèn)題，古普塔正在研究新的成像技術(shù)，如合成孔徑雷達(dá)，它使用微波脈沖而不是光波來(lái)創(chuàng)建圖像。

其次，雖然 xView2 模型對(duì)破壞和嚴(yán)重程度的精確評(píng)估準(zhǔn)確率高達(dá) 85%-90%，但它卻不能真正識(shí)別建筑物側(cè)面的損壞，因?yàn)樾l(wèi)星圖像只能呈現(xiàn)空中視角。

最后，古普塔說(shuō)，讓一線(xiàn)救援組織使用并信任人工智能解決方案，一直是十分困難的?！凹本热藛T非常傳統(tǒng)，”他說(shuō)?！爱?dāng)你讓他們依靠這個(gè)花哨的人工智能模型制定救援計(jì)劃，可它分析狀況的圖片甚至不是在地面上拍的，而是從大約 120 英里以外的太空。他們很難相信它?！?/p>

下一步是什么

xView2 可以在救災(zāi)的多個(gè)階段進(jìn)行協(xié)助，包括立即規(guī)劃受災(zāi)地區(qū)，評(píng)估臨時(shí)的避難所所在地，再到確定長(zhǎng)期重建的范圍。阿比表示，他希望看到世界銀行更好地使用 xView2，使其成為災(zāi)區(qū)受損評(píng)估工具庫(kù)中非常重要的一個(gè)。

由于代碼是開(kāi)源的，程序是免費(fèi)的，所以任何人都可以使用它。古普塔打算一直這樣保持下去。他說(shuō)：“當(dāng)公司進(jìn)來(lái)并開(kāi)始說(shuō)‘我們可以把它商業(yè)化’，我很討厭這一點(diǎn)。這應(yīng)該是一項(xiàng)為所有人服務(wù)的公共服務(wù)。”

古普塔正在開(kāi)發(fā)一個(gè)網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用程序，這樣任何用戶(hù)都可以進(jìn)行評(píng)估。目前，許多有需要的組織會(huì)聯(lián)系 xView2 的研究人員要求提供分析服務(wù)。

古普塔說(shuō)，研究人員不應(yīng)該淡化或過(guò)分夸大新興技術(shù)在大問(wèn)題中可能發(fā)揮的作用，而是更應(yīng)該關(guān)注能夠產(chǎn)生最大人道主義影響的人工智能類(lèi)型?！拔覀兏鼞?yīng)該關(guān)注的一點(diǎn)是，我們現(xiàn)在將人工智能視為一個(gè)（研究）領(lǐng)域，但我們應(yīng)當(dāng)把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到努力解決這些極其困難的問(wèn)題上，（在我看來(lái)）這些東西比生成新的文本或圖片要難得多。”

支持：Ren

原文：

https://www.technologyreview.com/2023/02/20/1068824/ai-actually-helpful-disaster-response-turkey-syria-earthquake/

關(guān)鍵詞： 微軟等研發(fā)AI模型 已用于土耳其震后殘骸分析 評(píng)估準(zhǔn)確率達(dá)85％ 人工智能