Angesichts der zunehmenden extremen Wetterereignisse, die durch den Klimawandel angeheizt werden, intensiviert die NASA ihre Bemühungen, die Erwärmung des Planeten zu verstehen und zu bekämpfen. Über die Durchführung ihrer Studien hinaus unterstützt die NASA externe Forscher mit künstlicher Intelligenz (KI).
NASA arbeitet mit IBM Research zusammen
In einer gemeinsamen Anstrengung im Jahr 2023 arbeitete die NASA mit IBM Research zusammen, um ein KI-Geodatengrundlagenmodell zu entwickeln.
Dieses Modell, das auf umfangreichen Datensätzen wie den Harmonized Landsat- und Sentinel-2 (HLS)-Daten der NASA trainiert wurde, ist eine grundlegende Ressource für viele KI-gesteuerte Forschungsbemühungen zur Bewältigung von Umweltproblemen. Die NASA hat außerdem dafür gesorgt, dass das Modell allen interessierten Parteien zugänglich ist, und so die gemeinsame Erkundung und Entdeckung gefördert.
Fundamentmodelle dienen als Eckpfeiler, auf dem Wissenschaftler ein vielfältiges Anwendungsspektrum aufbauen und so robuste und effiziente Lösungen ermöglichen können.
Manil Maskey, Leiter der Datenwissenschaft im Office of the Chief Science Data Officer (OCSDO) der NASA, vergleicht diese Modelle mit Schweizer Taschenmessern, vielseitigen Werkzeugen, die an verschiedene Zwecke angepasst werden können.
Durch Feinabstimmung hat das Geodatenfundamentmodell laut NASA seine Kompetenz bei der Erkennung von Brandnarben, der Abgrenzung von Hochwasser und der Klassifizierung von Nutzpflanzen- und Landnutzungskategorien bewiesen.
Während die NASA umfangreiche Daten und wissenschaftliches Fachwissen beisteuerte, stellte IBM Rechenressourcen und Kompetenzen bei der Optimierung von KI-Algorithmen bereit.
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Wetter- und Klimamodell
NASA und IBM Research arbeiten ebenfalls zusammen, um nach dem Erfolg des Geospatial Foundation Model ein Wetter- und Klimamodell zu entwickeln.
Sie arbeiten mit dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL), NVIDIA und mehreren Universitäten zusammen, um den Datensatz Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, Version 2 (MERRA-2) zu nutzen.
Wie das Geodatenmodell wird dieses Wetter- und Klimamodell der Öffentlichkeit zugänglich sein und kollaborative Innovationen und Erkundungen fördern.
Um alle Aspekte der Geowissenschaften abzudecken, wären mehrere Fundamentmodelle erforderlich, die auf unterschiedlichen Datensätzen trainiert wurden.
Maskey glaubt jedoch, dass diese Zukunftsmodelle irgendwann zu einem umfassenden Modell verschmelzen könnten, was zu einem „digitalen Zwilling“ der Erde führen könnte, der beispiellose Analysen und Vorhersagen für mehrere Klima- und Umweltereignisse ermöglichen würde.
„Um ein maßstabsgetreues Fundamentmodell aufzubauen, haben wir schon früh erkannt, dass es für eine einzige Institution nicht machbar ist, es zu bauen“, sagte Maskey.
„Alles, was wir an unseren Basismodellen gemacht haben, war für die Öffentlichkeit zugänglich, von Pre-Training-Daten, Code, Best Practices, Modellgewichtungen, Feinabstimmung von Trainingsdaten bis hin zu Veröffentlichungen. Es herrscht Transparenz, sodass Forscher nachvollziehen können, warum.“ Bestimmte Dinge wurden in Bezug auf Daten oder Modellarchitektur verwendet.
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