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2019年12月28日 星期六

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應對災難時人工智能的作用

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在過去,人類在自然災難面前總是顯得弱小又無助,随着時代進步、科技發展,通過全球各地地質傳感器收集到數據,結合衆多的地殼、地震理論由人工智能進行學習快速處理異常數據,能提前預報減少這些災難帶來損失。人工智能可以繪制、分析和模拟災區,提供全面的建議,幫助動員和尋找幸存者。

中國工程院外籍院士拉吉·瑞迪:“很多人在看待人工智能的時候,看到的都是一些悲觀景象,看到的是世界末日。但我看到的是一個光明的未來。”

人工智能在災難預測、救援中都起到了非常大作用:

● 預測災難

● 災後救援

● 災後重建

預測災難

2020 年,多災多難的一年。年初爆發的疫情,夏天南方的洪災,近期美國加州的野火。

在無法避免其發生的情況下,如果能夠及時、迅速地發現一些細微的變化,就能更好地制定相應救援方案,更合理地進行資源配置,同時也有助于進行相關新聞的報道。

1960年智利大地震

1960年5月22日發生在智利的地震,這場地震起源于智利南部海岸,在智利和遙遠的太平洋沿岸地區都造成了巨大的破壞和人員傷亡。

地震發生在下午3點11分,距離智利海岸約160公裡,人們普遍認為這次地震的震級為9.5級,但60年代還沒有經曆地震技術革命,所以這些數據主要基于事後分析,但是它的破壞力卻真實存在。

許多智利城市都遭受嚴重破壞,近一半的建築物災後無法居住。不過震動并不是最緻命的,大多數人員傷亡是由于15分鐘後發生的海嘯造成的,該海嘯在智利廣闊的海岸線上升至25米。

雖然死亡人數從未完全确定,但是現在的官方數據是1655人死亡,大約3000人受傷,不過這次地震加海嘯的綜合影響使200萬人無家可歸。

利用人工智能怎麼預防地震?

研究人員正在收集大量的地震數據,以便使用深度學習系統進行分析。人工智能可以使用地震數據來分析地震的大小和模式。這些數據可以證明有利于預測地震的發生。例如,谷歌和哈佛正在開發一種可以預測地震餘震的人工智能系統。科學家研究了超過131,000次地震和餘震,以建立一個神經網絡。研究人員在30,000個事件上測試了神經網絡,與傳統方法相比,該系統更準确地預測了餘震位置。

同樣,多名研究人員正在創建自己的應用來預測地震和餘震。将來,我們或許能夠預見到地震和當局可以相應地開始疏散行動。目前,日本正在利用衛星分析地球圖像來預測自然災害。基于AI的系統尋找圖像中的變化,以預測地震和海嘯等災難的風險。此外,這些系統還監控老化的基礎設施。人工智能系統可以檢測結構中的變形,這可以用于減少由于坍塌的建築物和橋梁或下沉道路造成的損壞。

災後救援

巴黎聖母院大教堂火災

2019年4月15日,法國巴黎著名的标志性建築巴黎聖母大教堂起火。這座有着850多年的曆史巴黎聖母大教堂起火,超過400名消防員努力滅火9個小時,最後才把火撲滅。失控的大火摧毀了教堂頂部的大部分木結構,象征性的聖母院尖頂在大火中倒塌。然而,随着消防部門的科學部署和最新消防設備的參與,巴黎聖母院的主體結構和珍貴文物得以保存。裝飾性的玫瑰窗也奇迹般地得到了保存,最壞的情況也得以避免。

據法國《費加羅報》報道,當地時間15日18時43分,巴黎聖母院閣樓發生火災,教堂工作人員立即撤離。巴黎消防局的第一輛消防車10分鐘後到達現場,第一批重要的消防設施迅速部署。從那時起,加固消防車就到了。在整個巴黎已經動員了400多名消防員,當時巴黎聖母院共部署了18門高壓水槍。

大疆無人機火災動态追蹤

大疆相關負責人表示,此次使用無人機的是巴黎警方的無人機分隊,他們是專業人士。而這兩架“功勳”無人機從法國内政部和文化部緊急調配的,型号是“禦”Mavic Pro和 經緯Matrice210,兩架無人機在高溫和濃煙的火場惡劣環境下出色完成了任務,幫助前線指揮決策者做出正确的決定。

大疆公共安全整合總監Romeo Durscher對媒體表示,消防隊員依靠Mavic Pro的可見光攝像頭及光學和電子變焦鏡頭實現了對火災動态的追蹤。巴黎消防局相關負責人也對它們予以肯定,“這些無人機幫助官員做出決定,幫助我們更好地使用滅火工具,從而在關鍵時刻拯救了大教堂的兩座鐘樓。”

災後重建

一場大火,巴黎聖母院塔尖倒塌,三分之二屋頂被燒毀,想要恢複其外部環境十分困難,不過數據采集和3D打印等技術,使複原巴黎聖母院變成了可能。

巴黎聖母院還是相對幸運的,因為早在2015年,藝術曆史學家安德魯·塔隆就曾利用激光掃描,非常精确地記錄下了這一哥特式大教堂的全貌,掃描精度達到5毫米級别,掃描點囊括了大教堂内外的50多個地點,對聖母院内的每一個細節都進行了多次掃描、數據反傳,最終收集了超過10億個數據點。

法國遊戲公司“育碧”在制作《刺客信條:大革命》期間,工作人員曾花費兩年多時間研究巴黎聖母院構造,并同曆史學家一道對巴黎聖母院的外觀進行了精确的掃描和測繪,還制作出了1:1的3D數字模型,這或将成為重要的修複參考資料。

如何使用3D打印修複?

1.在電腦上通過計算機軟件建模,确定整體建築各部分的三維模型。

2.打印機通過讀取模型文件中的信息,用水泥、金屬、玻璃纖維、石膏、橡膠類材料等建築材料将房屋的主體架構打出來。

3.整體架構完成後,再由人工進行窗戶安裝、牆漆噴繪等房屋内外部布置工作,最終一個房屋建築就完成了。

tips:

3D打印是在一個三維立體空間中制造東西。它的基本原則為:建模——打印——完成。

加強災害監測與預防,提升抗禦能力與水平,依靠大數據、雲計算和人工智能等現代化科學技術手段尊重自然、把握自然規律、與自然和諧相處。

戴爾·卡耐基:“人在身處逆境時,适應環境的能力實在驚人。人可以忍受不幸,也可以戰勝不幸,因為人有着驚人的潛力,隻要立志發揮它,就一定能渡過難關。”