人工智能研究解决气候问题

导读多年来,加州大学伯克利分校雪水文学家ManuelaGirotto将来自卫星的不同遥感数据集结合到模型中,以将雪理解为一种水资源。在极度干旱和气候...

多年来,加州大学伯克利分校雪水文学家ManuelaGirotto将来自卫星的不同遥感数据集结合到模型中,以将雪理解为一种水资源。在极度干旱和气候变化的时代,她的工作越来越紧迫。

最近从太空获得的观测数据的快速扩展可能会揭示重要的见解。但是将这么多数据整合到研究人员现有的模型中是很困难的。因此,当伯克利计算机科学博士生ColoradoReed询问人工智能如何提供帮助时,她看到了一个机会。

“它改变了我可能从事的工作的价值,”伯克利大学环境科学、政策和管理系助理教授Girotto在谈到与人工智能专家合作时说。“有人可以过滤和理解这些产品的所有数据流和各种其他解决方案,这对我们有利。它有可能将我们作为研究人员所做的一些基本科学转化为更多的社会适用环境。”

作为新伯克利人工智能研究气候倡议的一部分,Girotto现在是与Reed等人工智能研究人员合作的几位科学家之一。Reed帮助领导的该中心旨在建立伙伴关系并进行开创性的人工智能研究,以解决社会最棘手的问题之一:气候变化。

“气候研究人员的工作非常艰巨。它们只有这么多,而且有很多气候可供研究,”该倡议的组织者和计算机科学博士生RitwikGupta说。“我们可以将气候研究人员在人力有限的情况下使用的所有这些非常复杂的数据,并使用人工智能扩大规模。我们的真正目标是对世界产生持久的影响。”

气候倡议包括三名组织者、八名教职员工和科学家,以及13名研究人员和学生。学生主导的中心是伯克利人工智能研究实验室的BAIR开放研究共享中心的一部分。

BAIR气候倡议

该倡议源于组织者——Reed、Gupta和计算机科学博士候选人MedhiniNarasimhan——帮助应对气候变化的愿望,乔·拜登总统称之为“我们这个时代最紧迫的威胁之一”。

虽然人工智能工具被用于气候研究等领域,但最初的人工智能研究通常侧重于满足“基准”或目标,而这些目标并非旨在解决现实世界的问题。这意味着人工智能的进步有时可以成为寻找问题的解决方案。

气候变化说明了这个问题。在过去12年中,在三个最负盛名的人工智能会议上发表的出版物中,只有不到1%的出版物提到了“气候”,这是学生节目的评论。

“如果气候变化是我们这个时代最紧迫的问题,而人工智能在其中发挥着核心作用,那么当我们去看看世界各地的顶级人工智能研究所和工业实验室时,我们为什么不努力呢??”里德在5月份在伯克利的一次演讲中就该倡议提出了要求。

为了确保他们的人工智能研究能够解决相关问题,该计划在气候专家、政府机构和行业中寻找合作伙伴。它已经有一个快速增长的追随者:几个加州大学校园和计算行业合作伙伴的研究人员正在与该计划合作。他们一起确定了对气候和人工智能有意义的项目和相关目标,并努力实现这些目标。

BAIR的联合创始人兼伯克利计算机科学教授TrevorDarrell表示,气候倡议所做的任何技术或研究都将公开发表,不会获得独家许可或专有。它是从校园开始的几个与气候相关的计算和数据科学计划之一。

“这是一个非常重要的人工智能问题,其规模在之前推动互联网人工智能时代的挑战中没有得到解决,例如构建搜索引擎和查看网络图像的感知系统,”该倡议的顾问Darrell,谈到气候变化。“在这里,我们实际上需要有能够在现实世界中发挥作用的系统。”

《雪的命运》

该倡议正在处理的首批项目之一是与Girotto合作的项目,他现在是该组织的顾问。“雪的命运”——气候倡议、Girotto和伯克利的其他人、劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)、MetaAI和西部极端天气和水极端中心之间的合作伙伴关系——说明了气候倡议的方法。

研究人员正在使用人工智能技术将飞机对雪的观测结果与大量公开可用的天气和卫星数据源相结合。这些数据跟踪雪从每片飘落的雪花到它们如何在积雪中聚集,再到它们如何在溪流中融化,但由于每个数据源都不同,因此需要新的方法来将数据中的所有信息收集在一起,以提供对雪堆的完整视图雪的生命周期。他们将使用人工智能方法来估计和预测内华达山脉的雪中有多少水,并预测这对该地区的水流意味着什么。

降雪状况影响公共健康和经济。里德在演讲中说,全球约有12亿人依靠融雪来消耗水或其他用途。他说,仅塞拉利昂山脉就支撑着500亿美元的农业企业,并提供了加州一半以上人口所依赖的水源。

“应对气候变化是当今人类面临的最重要挑战之一,”该项目赞助商MetaAIResearch的产品负责人JoeSpisak说。“FateofSnow项目正是我们的研究人员认为有可能在短期和长期内为应对气候变化带来真正影响的合作类型。”

伯克利实验室的科学家丹尼尔费尔德曼说,由于部分山区缺乏测量能力,不知道该地区的降雪量是“一个长期存在的问题”。他说,人工智能可以提供帮助。

费尔德曼说,虽然它专注于内华达山脉,但也可以使用类似的方法和方法来了解全球其他地区的积雪。

“世界上60%到90%的人口全部或部分依赖来自山区的水。所以,我们真的需要很好地了解生态系统、社会——尤其是弱势群体有多少水可用,”费尔德曼说。谈到整体气候倡议,他补充说:“这是一项真正意义重大的努力,我很高兴能参与其中。”

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