وكالة الفضاء الأوربية: الذكاء الاصطناعي المفتاح لترجمة ومعالجة بيانات الأقمار الصناعية

كشف تقرير جديد صادر عن وكالة الفضاء الأوروبية عن أن الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي (الميكانيكي ) هو المفتاح لترجمة ومعالجة بيانات الأقمار الصناعية بدقة، وبالنسبة للبشر، قد يكون من الصعب جداً تحديد موقع المعلومات الأكثر صلة وأهمية بين مجموعات ضخمة من البيانات، والتي يتم إرسالها من أكثر من 700 قمر صناعة مختص بمراقبة الأرض.

وأصبحت الحاجة إلى معلومات موثوقة حول نظام مناخ الأرض أكثر إلحاحاً الآن من أي وقت مضى، على سبيل المثال، توفر مبادرة تغير المناخ( ESA CCI) تغذيةً راجعة حرجة لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ، لذلك تم تشكيل فرق من العلماء لإيجاد تفاصيل دقيقة حول عمليات بيئية محددة.
وتضمن مجموعات البيانات المستخدمة والمقدمة من مبادرة (CCI 21) متغيراتٍ مناخية أساسية، مثل تركيزات غازات الدفيئة وارتفاع مستوى سطح البحر وحالة الألواح الجليدية القطبية في العالم، وهذه السجلات، التي تغطي أربعة بنود رئيسية، هي الأساس لنماذج مراقبة المناخ العالمي المستخدمة للتنبؤ بالتغيرات المستقبلية.

واعتقد الدكتور كارستن بروكمان، الذي يعمل في فريق علوم المحيطات ضمن مبادرة "CCI"، أن الذكاء الاصطناعي لديه القدرة على مواجهة التحديات الملحة التي يواجهها باحثو المناخ.

وفي التعلم الآلي، يتم تدريب خوارزميات الكمبيوتر على تقسيم البيانات وفرزها وتحويلها إلى نتائج مفهومة ودقيقة، ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين معدلات الكشف والبحث بشكل أكبر في مراقبة الأرض، حيث يمكن لهذه الخوارزميات تلقائياً إجراء اتصالات إحصائية داخل مجموعات البيانات للتصنيف أو التنبؤ أو اكتشاف الأنماط التي يريدها العلماء.

وقال الدكتور بروكمان: "إن الروابط بين المتغيرات المختلفة في مجموعة البيانات ناتجة عن الفيزياء أو الكيمياء الأساسية، ولكن إذا حاولت قلب معادلات الرياضيات، فغالباً ما يكون الكثير غير معروف وغير قابل للحل فبالنسبة للبشر غالباً ما يكون من الصعب العثور على روابط أو عمل تنبؤات من هذه البيانات المناخية المعقدة والغير الخطية".

ويحتاج العلماء المشاركون في مشروع "CCI Aerosol" إلى تحديد التغييرات في ضوء الشمس المنعكس الناتج عن وجود الغبار والدخان والملوثات في الجو، حيث يريد رئيس المشروع توماس بوب استخدام الذكاء الاصطناعي لاستقطاب وجمع مؤشرات الهباء الجوي الإضافية من عدة أجهزة استشعار في وقت واحد.

وقال بوب: "أريد الجمع بين العديد من أدوات الأقمار الصناعية المختلفة وإجراء استرجاع واحد شامل مرةً واحدة، وهذا يعني جمع قياسات الهباء الجوي عبر النطاق الطيفي المرئي والحراري والأشعة فوق البنفسجية، من أجهزة استشعار ذات زوايا مراقبة مختلفة".

وأضاف:إن التعامل مع هذا باعتباره كتلة واحدة كبيرة من البيانات، يمكن أن يجعل هذه البيانات تتوافق تلقائياً مع بعضها البعض وتكون متسقة ويسهل استخراج وترجمة النتائج المراد الحصول عليها.

وتابع الدكتور بروكمان: "أن الذكاء الاصطناعي الذي يمكن تفسيره بأنه مجال علمي آخر آخذ في التطور، والذي يمكن أن يساعد في الكشف عن دور الفيزياء أو الكيمياء في التأثير على تلك البيانات، وفي الذكاء الاصطناعي، تتعلم خوارزميات الكمبيوتر التعامل مع مجموعة بيانات مدخلة لإنشاء ناتج مفهوم، لكننا لا نفهم الطبقات والاتصالات المخفية في الشبكات العصبية، أي ما يسمى الصندوق الأسود، فلا يمكننا رؤية ما بداخل الصندوق الأسود، وحتى لو استطعنا ذلك، لن يخبرنا أي شيء، بينما في الذكاء الاصطناعي القابل للشرح، يتم تطوير تقنيات لتسليط الضوء على هذا الصندوق الأسود لفهم الروابط المادية وترجمتها لنا كي نفهمها بشكل واضح و بسيط".