全新硅谷實驗室將借助NVIDIA DGX系統(tǒng)和Omniverse模擬火災災情并做出應對。

據(jù)估計，由于氣候變暖和空氣干燥，大規(guī)模森林火災席卷全球，去年一年僅是在美國西部就造成近200億美元的損失。

NVIDIA和洛克希德·馬丁今天宣布與美國農業(yè)部林務局和科羅拉多州火災預防與控制部門（DFPC）達成合作，將使用人工智能和數(shù)字孿生模擬，更好地了解森林火災并阻止其蔓延。

兩家公司還宣布，將共同創(chuàng)建全球首個專門預測和應對森林火災的人工智能實驗室。該實驗室將使用NVIDIA人工智能基礎設施以及NVIDIA Omniverse高級可視化和虛擬世界仿真平臺來確定火災等級，并對其發(fā)展態(tài)勢做出預測。該系統(tǒng)將在一個高度仿真的數(shù)字孿生體中再現(xiàn)火災，從而為滅火提供最佳的行動建議。

截至目前，森林大火今年已經(jīng)侵襲了美國650多萬英畝的土地，而且問題還遠不止于此。西伯利亞有更多的土地被燒焦，漫天的大火還席卷了地中海地區(qū)和澳大利亞。

全新硅谷實驗室

該人工智能開發(fā)實驗室將設在硅谷，并采用洛克希德·馬丁公司的認知任務管理器（CMM）系統(tǒng)。作為基于端到端人工智能的規(guī)劃與協(xié)調平臺，該系統(tǒng)可以把火災相關實時傳感器數(shù)據(jù)與燃料植被、地形、風速等更多數(shù)據(jù)源相結合，以預測火災蔓延的趨勢。CMM可以向事故指揮小組提供行動建議，從而縮短響應時間，提高滅火和人道主義行動的成功率。

該實驗室將為業(yè)界和用戶提供一個開放式協(xié)作空間，集中人才和資源進行CMM設計，并在NVIDIA Omniverse中快速開發(fā)原型。洛克希德·馬丁公司將提供應用人工智能、平臺集成、規(guī)劃和監(jiān)督領域的專業(yè)知識、以及幾十名應用工程師和數(shù)據(jù)科學家。NVIDIA則負責提供數(shù)據(jù)分析和模擬相關專業(yè)知識，幫助實驗室進行開發(fā)、建模、測試和部署。

為處理數(shù)據(jù)并訓練人工智能模型，洛克希德·馬丁公司使用了NVIDIA DGX系統(tǒng)。洛克希德·馬丁公司還使用NIVIDIA Omniverse Enterprise軟件來實現(xiàn)火情的可視化，并預測火勢如何蔓延。

洛克希德·馬丁公司首席人工智能架構師Shashi Bhushan表示：“洛克希德·馬丁公司和NVIDIA技術的結合，有望幫助工作人員更加快速、有效地應對森林火災，此外還能降低消防員和居民的風險?！?/p>

借助數(shù)字孿生實現(xiàn)火情可視化

NVIDIA Omniverse可以讓火災行為分析人員在數(shù)字孿生的模擬環(huán)境中看到火情預測。洛克希德·馬丁公司基于實時、多GPU可擴展模擬平臺，創(chuàng)建了預測火災動向的可視化圖景，并對其在數(shù)字復制環(huán)境中的流體動力學進行研究。這讓公司團隊能在多個領域應用NVIDIA Omniverse。

消防行業(yè)主要依靠衍生自Rothermel火災蔓延模型的工具來預測火災進展。洛克希德·馬丁公司的團隊正在與創(chuàng)建該模型的團隊——林業(yè)局密蘇拉火災科學實驗室合作，以檢驗人工智能如何從速度和準確性兩方面改進現(xiàn)有的火情預測方法。

借助NVIDIA Omniverse，洛克希德·馬丁公司的團隊不僅能展示Rothermel模型和CMM算法如何預測火災，還可以使用真實數(shù)據(jù)再現(xiàn)過往火災場景，從而加速新人工智能模型的訓練、開發(fā)和評估。工程師也因此能夠同步對比過往火災發(fā)展情況與兩個模型的預測結果。

NVIDIA Omniverse還為應急響應人員、操作員和工程師提供了沉浸式的數(shù)字孿生環(huán)境，以評估其滅火行動的成效。

Shashi Bhushan表示：“Omniverse提供了一個效果逼真的數(shù)字環(huán)境。我們可以在這個虛擬世界中看到火災以及地形、坡度、風等等影響火災的因素。在不久的將來，我們還可以在Omniverse場景中使用虛擬飛行器，以生成合成數(shù)據(jù)。此外，我們還可以基于Omniverse模擬創(chuàng)建更多人工智能模型，以幫助我們探索應對的方法?！?/p>

洛克希德·馬丁公司的工程師致力于將CMM技術集成到飛機駕駛艙中，以顯示火災預測，并實時提出滅火行動方案。

與美國和科羅拉多州消防管理部門通力合作

位于蒙大拿州的美國農業(yè)部林務局密蘇拉火災科學實驗室在林野火災研究領域處在前沿，并且一直在為火情分析和模擬提供相關應用程序、數(shù)據(jù)、軟件和產(chǎn)品。該實驗室使用Rothermel火災蔓延模型開發(fā)出FARSITE森林火災增長和行為預測工具。該實驗室為洛克希德·馬丁團隊提供了非常重要的火災走勢和歷史數(shù)據(jù)專業(yè)知識。

作為洛克希德·馬丁公司和NVIDIA的合作伙伴，科羅拉多州消防與控制部門（DFPC）率先采用了兩家公司正在研發(fā)的CMM AI技術。DFPC通過實時數(shù)據(jù)收集，提供專業(yè)知識、用戶體驗和反饋，并實現(xiàn)平臺集成。洛克希德·馬丁公司的團隊與多任務飛機項目團隊一起參與行動，并直接從多任務飛機的地圖中收集科羅拉多州火災的數(shù)據(jù)?？屏_拉多州消防與控制部門還提供了歷史火災數(shù)據(jù)，用于NVIDIA Omniverse中的可視化建模。通過三方持續(xù)合作，洛克希德·馬丁公司的工程師可以處理數(shù)據(jù)，并通過CMM對飛機實時觀察到的森林火災進行災情預測，從而為現(xiàn)場的火災應急人員提供幫助。

洛克希德·馬丁公司和NVIDIA將繼續(xù)在現(xiàn)實世界和數(shù)字孿生環(huán)境中的合作，以開發(fā)并不斷完善CMM。終有一天，無人駕駛飛行器將能夠快速對森林火災做出反應并進行撲救。

在11月11日舉行的NVIDIA GTC線上大會上，CMM團隊討論了如何使用NVIDIA Omniverse演示火勢預測的傳統(tǒng)方法和CMM系統(tǒng)算法。

編輯：jq