Vědci z IT4Innovations pracují na novém projektu AIOPEN Evropské kosmické agentury využívajícím umělou inteligenci

Světová populace stále roste a čím dále větší podíl lidí bydlí v městských oblastech. V roce 1960 žila ve městech přibližně jen jedna třetina světové populace, tedy 1 miliarda lidí. V současné době žije ve městech více než polovina lidí, přibližně 4,5 miliardy lidí. A tento trend narůstá. Dle prognóz OSN vzroste počet obyvatel žijících ve městech téměř dvojnásobně do konce roku 2100, a blížit se bude hodnotě 9 miliard.

Tématu světové urbanizace, podpořenému spoluprací s Evropskou kosmickou agenturou (ESA), se IT4Innovations věnuje od roku 2015. Prvním projektem ESA, do jehož řešení bylo IT4Innovations zapojeno, je Urban TEP. V projektu je využita infrastruktura pro ukládání dat a poskytnuty služby související s jejich zpracováním. Díky projektu, pod taktovkou Německého střediska pro letectví a kosmonautiku (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR), vznikla tematicky orientovaná platforma usnadňující vyhledávání dat získaná pozorováním Země. Platforma nabízí například generování bezoblačných snímků povrchu Země, které umožňují nezastřený pohled na zastavěné oblasti a sledování vývoje právě globální urbanizace.

V roce 2019 začalo IT4Innovations spolupracovat se společností Space Applications Services a dalšími na projektu BLENDED. Společně vytvořili prototyp distribuované peer-to-peer platformy využívající strojové učení pro analýzu vesmírných dat. IT4Innovations bylo zodpovědné za tvorbu modelu s využitím hlubokého učení, který zpracovával data získaná dálkovým průzkumem Země s cílem analyzovat a predikovat růst městské aglomerace ve sledovaných městech.

ESA podpořila v roce 2023 další projekt – AIOPEN, na kterém IT4Innovations spolupracuje se společnostmi Space Applications Services, Telespazio, KP Labs a SERCO. Cílem projektu je vytvořit univerzální platformu AIOPEN, která uživatelům umožní, bez ohledu na jejich technické znalosti, využít a aplikovat umělou inteligenci na zpracování dat z dálkového průzkumu Země a satelitních snímků. Disponovat bude nabídkou vizuálních pracovních postupů a předem připravených šablon, které si uživatelé budou moci přizpůsobit dostupnými daty z dálkového průzkumu Země. Platforma bude mít uživatelsky přívětivé rozhraní a použití nástrojů bude intuitivní.

Platforma AIOPEN vznikne propojením a rozšířením platforem ASB, EOPEN a EOEPCA o nové a inovativní služby založené na umělé inteligenci a strojovém učení. Hostovaná bude v ONDA DIAS společnosti SERCO a bude schopna distribuovat úlohy ve vzdálených prostředích.

Na platformě budou během projektu realizovány dvě případové studie: Detekce urbanistických změn pomocí tzv. transformer architektury, za jejíž řešení je zodpovědné IT4Innovations, a Monitorování odlesňování.

Města jsou dynamicky měnící se místa, která jsou centrem moderního života, ale zároveň čelí výzvám spojeným i se změnou klimatu, znečištěním a jejich samotným rozrůstáním. A právě případová studie Detekce urbanistických změn má za cíl využít modely strojového učení pro monitorování rozšiřování městských zástaveb a tím umožnit komplexní plánování rozvoje regionů a zamezit nežádoucímu rozšiřování měst. Pro detekci změn ve městech budou použita data z pozorování Země a také hluboké neuronové sítě (DNN) a rovněž bude vytvořeno digitální dvojče (urbanistických) změn na Zemi. Umělá inteligence umožní satelitní snímky důkladně analyzovat a bude hrát klíčovou roli při odhalování změn v urbanistických oblastech v průběhu času, ať už půjde o identifikaci expanzivních městských zón nebo podporu plánování městského rozvoje s důrazem na udržitelný růst.

Dalším dlouhodobým problémem v mnoha zemích je odlesňování, kterému se bude tým AIOPEN taktéž věnovat, a to pod vedením KP Labs. Monitorování, segmentace a analýza lesů bude probíhat rovněž s pomocí umělé inteligence, algoritmů a veřejně dostupných dat.

Václav Svatoň, řešitel projektu za IT4Innovations, dodává: „Projekt AIOPEN má za cíl rozšířit stávající komerční platformy o AI funkce. Výsledky projektu, tedy nabídka služeb obohacených o inovativní AI funkcionality, budou zveřejněny v Network of Resources (NoR).“