Від прогнозування землетрусів до суперприскорення сільського господарства: як ШІ може врятувати світ

Уявіть собі – на дворі 2100 рік, і наші найгірші антиутопічні страхи справдилися. Земля в руїнах. Суспільство пронизане бідністю і нерівністю. Ви можете переплисти Тихий океан на плаваючих шматках пластику.

Як ніби цього було недостатньо, машини отримали свідомість і суперінтелект, і – проти нашої волі – вони захопили світ. З холодним розрахунком наші володарі ШІ вирішили, що люди отримали свій шанс і що настав час позбутися нас, поки ми не завдали ще більшої шкоди.

А тепер відмотайте назад у червень 2017 року, коли делегати з усього світу зібралися в Женеві на саміті, організованому Організацією Об’єднаних Націй, щоб розробити ШІ для глобального блага. Мета полягала не лише в тому, щоб розробити дружній ШІ, а й у тому, щоб розробити способи використання цієї технології для того, щоб зробити світ кращим для всіх. Звичайно, було багато застережень щодо нестримного розвитку технологій і того, що ШІ може погіршити світ, якщо ми не будемо обережними. Але загальний меседж був сповнений надії.

• Оптичні ілюзії можуть допомогти нам створити наступне покоління ШІ
• Вчені вважають, що наступна велика сонячна буря може спричинити “інтернет-апокаліпсис
• Американська військова система розпізнавання облич може ідентифікувати людей на відстані 1 км

Це правда: перед людством стоїть більше проблем, ніж ми можемо вирішити власними силами. Без радикальних і негайних змін ми напевно опинимося в похмурому майбутньому. Але ми також можемо вирішити ці проблеми – або, принаймні, мінімізувати їх негативний вплив – за допомогою ШІ. Ось деякі з можливих способів.

Захистимо наш океан, контролюючи самих себе

Нам, мешканцям суші, легко забути, наскільки життєво важливими є океани. Вони покривають близько 71 відсотка поверхні Землі і складають 91 відсоток її життєвого простору. Океани – це місце, де зародилося життя, і з тих пір наш вид нерозривно пов’язаний з ними.

І все ж, ми робимо досить погану роботу із захисту цього ресурсу. Великий Бар’єрний риф ще не загинув, але він відмирає небезпечними темпами. Колись яскраві і процвітаючі спільноти коралів перетворюються на вибілені кладовища. Незважаючи на правила щодо вилову та продажу певних морських видів, незаконний вилов риби все ще широко розповсюджений.

Такі організації, як The Nature Conservancy (TNC), зараз використовують програмне забезпечення для розпізнавання облич для боротьби з надмірним виловом риби, намагаючись врятувати океан. У листопаді минулого року вона оголосила конкурс, в рамках якого розробникам програмного забезпечення було запропоновано створити систему моніторингу відеозаписів з рибальських човнів. Мета полягала в тому, щоб ідентифікувати види, що охороняються, щоб інспектори могли переглянути запис і переконатися, що з рибою правильно поводяться і повертають її в океан.

Цю систему було розроблено в рамках проекту “Риболовля в океані”, в якому брали участь

“Команда-переможець використовувала технологію комп’ютерного зору і машинного навчання, аналогічну тій, що використовується для розпізнавання осіб”, – сказав Метт Мерріфілд, головний технічний директор TNC, в інтерв’ю Digital Trends. “Перший шар моделей ідентифікує регіон на відео, в якому, швидше за все, присутня риба. Наступний шар фактично ідентифікує вид риби, що вимагає тренування і глибокого навчання з більш загальною моделлю. Кінцевий результат – це неймовірний перший крок у просуванні за межі того, що раніше вважалося неможливим, до ери неминучого використання ШІ в моніторингу рибальства”.

Інші ініціативи з використання ШІ для моніторингу незаконного вилову риби вже реалізуються. Веб-сайт Global Fishing Watch відстежує рибальські судна по всьому світу, використовуючи дані некомерційної екологічної організації SkyTruth, яка видобуває супутникові дані для моніторингу пересування великих кораблів. Платформа штучного інтелекту, розроблена Global Fishing Watch, виявила понад 86 000 випадків, коли рибальські судна здійснювали потенційно незаконні дії в морі.

Прогнозування природних катастроф

Одним з найкращих кроків на шляху до мінімізації наслідків стихійного лиха є прогнозування події в першу чергу. Виявляється, це легше сказати, ніж зробити.

Протягом десятиліть вчені з різних галузей намагалися і не змогли надійно передбачити землетруси з достатнім попередженням, щоб населення могло підготуватися. У вісімдесятих і дев’яностих роках деякі з них навіть використовували машинне навчання, але не змогли створити досить надійну систему, повідомляє Scientific American. Але за останні кілька десятиліть штучний інтелект пройшов довгий шлях, і сьогоднішні суперкомп’ютери дозволяють вченим обробляти більше даних швидше, ніж будь-коли раніше.

Зараз вчені повертаються до машинного навчання, щоб краще зрозуміти землетруси і передбачити, коли вони відбудуться. У разі успіху цей метод може врятувати сотні тисяч життів.

Такі дослідники, як Пол Джонсон і Кріс Мароун, геофізики з Лос-Аламоської національної лабораторії і Університету штату Пенсільванія відповідно, відновили інтерес до потенціалу ШІ для прогнозування землетрусів і сподіваються, що це може допомогти врятувати життя.

“Якби ми спробували зробити це десять років тому, у нас би нічого не вийшло”, – сказав Джонсон в інтерв’ю журналу Scientific American. Він не тільки застосовує ШІ, але й по-іншому підходить до проблеми прогнозування землетрусів.

“Сподіваюся, що особи, які приймають рішення в майбутньому, будуть користуватися цими інструментами з дитинства”.

Замість того, щоб використовувати стандартні “каталоги землетрусів”, які містять дані лише про магнітуду, місце і час, Джонсон і його команда використовують величезні масиви даних вимірювань, зібраних під час штучних землетрусів, які постійно моделюються в лабораторії штату Пенсильванія. Перед алгоритмами стоїть завдання проаналізувати ці необроблені дані – багато з яких здаються зайвими – в пошуках закономірностей, які могли б допомогти передбачити симульований землетрус.

Алгоритми вже виявили, що певні акустичні сигнали збігаються з майбутніми землетрусами. У симуляторі тектонічні плити скриплять, як дерев’яна підлога, коли вони ковзають одна по одній, і система визначила певну зміну в цьому звуці перед тим, як відбудуться поштовхи. Хоча ці звуки ще не спостерігалися в природі, Джонсон і його команда уважно прислухаються до них.

“Алгоритм не тільки міг сказати нам, коли може відбутися подія з дуже точними часовими рамками – він фактично розповів нам про фізику системи, на яку ми не звертали уваги”, – сказав він. “У ретроспективі це було очевидно, але нам вдавалося не помічати цього протягом багатьох років, тому що ми були зосереджені на оброблених даних”.

Попереду ще багато роботи, перш ніж вчені зможуть надійно прогнозувати землетруси, але Джонсон вже використовує реальні дані зі своїми алгоритмами. Якщо метод спрацює, то, на його думку, фахівці зможуть використовувати його для прогнозування землетрусів на місяці або роки наперед.

Годування майбутнього

Коли справа доходить до того, щоб нагодувати земну кулю, ми стикаємося з непростим завданням. ООН сподівається покінчити з голодом і всіма формами недоїдання до 2030 року, що є оптимістичним, враховуючи, що населення світу наближається до позначки у вісім мільярдів, і очікується, що воно продовжуватиме зростати принаймні до 2050 року.

Навіть сьогодні нам важко нагодувати всіх – за даними Всесвітньої продовольчої програми, кожна дев’ята людина щовечора лягає спати з порожнім шлунком.

Але вчені з Університету Карнегі-Меллона розробляють систему під назвою FarmView, яка включає в себе робототехніку та штучний інтелект для прогнозування врожайності сільськогосподарських культур і, як ми сподіваємося, зробить нашу продовольчу систему більш ефективною.

FarmView працює шляхом мобілізації автономного наземного робота, який може проводити візуальні обстеження посівів у різні пори року, в тому числі з використанням комп’ютерного зору і машинного навчання для прогнозування врожайності культур. Потім алгоритм аналізує конкретну рослину і дає роботові вказівку обрізати листя або прорідити плоди, щоб полегшити співвідношення для більш оптимального росту. Дослідники КМУ вважають, що штучний інтелект може допомогти генетикам виявляти та відбирати корисні ознаки. Таким чином, ШІ буде працювати разом з селекціонерами для отримання більш продуктивних культур.

“Якби ми спробували це зробити десять років тому, ми б не змогли цього зробити”.

“Ми робимо це не для того, щоб замінити людей, – сказав системний науковець КМУ Джордж Кантор. “Ми впроваджуємо нові технології, які можуть зробити фермерів більш ефективними у тому, що вони роблять, і дозволять їм використовувати менше ресурсів для цього. Сценарій, який ми передбачаємо, не передбачає використання меншої кількості людей, він передбачає використання робототехніки та інших технологій для виконання завдань, які зараз не виконуються людьми”.

Головна мета тут – не просто виробляти більше продовольства, а максимально ефективно використовувати наявні ресурси.

“Те, як ми виробляємо їжу зараз, є дуже ресурсоємним, і ті ресурси, які є в наявності, витрачаються, – сказав Кантор. “Ми повинні збільшити кількість їжі, яку ми виробляємо, а також підвищити її якість, але робити це таким чином, щоб не припускати, що у нас є необмежені ресурси”.

Припинення конфлікту?

Один з найбільш амбітних планів використання ШІ для порятунку людства належить Тімо Хонкела, професору Гельсінського університету у Фінляндії, який вважає, що такі технології, як машинне навчання і обробка природної мови, дійсно можуть допомогти усунути конфлікти. Він називає свою концепцію “Машина миру” (Peace Machine).

“Ми живемо в складному світі, і ми живемо складним життям, яке є культурно орієнтованим і індивідуально заснованим на нашому досвіді”, – сказав він в інтерв’ю Digital Trends. “До сих пір машини розроблялися дуже жорстко. Що не стає можливим, так це зробити ці системи більш схожими на людину. Я вже давно стверджую: “Краще, щоб ми зробили машини людиноподібними, тому що інший варіант – це те, що ми, люди, повинні бути машиноподібними, щоб використовувати ці потужні інструменти”.

Замість того, щоб стверджувати, що ШІ може раптово принести мир у всьому світі, Хонкела вважає, що ця технологія може допомогти в невеликих кроках, які матимуть емерджентний ефект. Наприклад, досягнення в галузі машинного перекладу можуть сприяти кращому спілкуванню між людьми різного походження, зводячи до мінімуму непорозуміння і подальші конфлікти, як би банально це не звучало. З точки зору загальної картини, всі ці вирішені дрібні конфлікти матимуть загальний ефект створення більш злагоди в суспільстві.

“Гіпотеза полягає в тому, що якщо ми маємо ситуацію, в якій ми можемо краще розуміти один одного, це природним чином призведе до більш мирних відносин в цілому”, – сказав Хонкела.

Одна з головних тез Хонкели полягає в тому, що слова пов’язані зі значенням і контекстом, які не завжди є зрозумілими. Фрази “Моя сорочка блакитна”, “Мені сумно” та “Мені сумно” означають зовсім різні речі, які важко розрізнити людині, яка не є носієм англійської мови.

Звичайно, за слово “синій” не велося жодних воєн, але Хонкела вважає, що ця ж система може бути застосована до кожного аспекту спілкування.

“Чим далі люди знаходяться один від одного у своєму життєвому досвіді, освіті чи культурному походженні, тим більший ризик виникнення непорозумінь”, – сказав він. “Навіть слова, які ми використовуємо, можуть означати різні речі для двох різних людей”.

Зрештою, Хонкела вважає, що кожен, від школярів до світових лідерів, міг би мати свого роду агента ШІ, який міг би переконатися, що вони правильно розуміють і чітко говорять.

“Основна ідея полягає в тому, щоб використовувати такий пристрій, як смартфон, або будь-який інший, який ми маємо під рукою, і він міг би сказати: “Крістіане, те, що ти щойно сказав, буде зрозуміло зовсім інакше, ніж те, що ти мав на увазі”, – сказав він.

Ці пристрої також можуть бути використані для того, щоб допомогти людям приймати більш раціональні рішення, відкидаючи упередженість та емоційні примхи – функція, яка була б ідеальною в сьогоднішньому політичному кліматі. “Сподіваюся, що особи, які приймають рішення в майбутньому, користуватимуться цими інструментами з дитинства”, – сказав Хонкела, і вони будуть краще пристосовані до вирішення важливих питань, не вдаючись до емоційних просторікувань.

Припинення війни все ще залишається далекою мрією. Дійсно, дехто може стверджувати, що конфлікти притаманні – або навіть необхідні – людській природі. Але, можливо, ШІ може зробити ці суперечки більш конструктивними, допомагаючи людям краще розуміти один одного. Можливо, замість того, щоб знищувати людство в якійсь антиутопічній чистці, ШІ приведе нас до нового майбутнього, в якому ми будемо жити разом в гармонії. Це майбутнє ми повинні створити самі.

Source: digitaltrends.com