Διάστημα, τεχνητή νοημοσύνη και έρευνα

ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΓΙΩΡΓΟΣ ΤΖΙΒΑΣ

Το Κέντρο Αριστείας ΕΡΑΤΟΣΘΕΝΗΣ του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου (ΤΕΠΑΚ), το οποίο έχει δημιουργηθεί μέσω του έργου EXCELSIOR TEAMING H2020 (με χρηματοδότηση πέραν των 38 εκατ. ευρώ) και αποτελεί τη μετεξέλιξη του Εργαστηρίου Τηλεπισκόπησης και Γεω-περιβάλλοντος του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Γεωπληροφορικής (ΠΟΜΗΓΕ) της Σχολής Μηχανικής και Τεχνολογίας του ΤΕΠΑΚ, ασχολείται εκτενώς με την έρευνα και τις εφαρμογές αυτής στους τομείς του Διαστήματος, παρατήρησης Γης και Γεωπληροφορικής, ώστε να βοηθήσει, τόσο σε κοινωνικό όσο και σε οικονομικό επίπεδο, τον τόπο μας. Μέσω των διαφόρων εφαρμογών συμβάλει σημαντικά σε διάφορους τομείς που αφορούν το περιβάλλον, όπως τη γεωργία, την ατμόσφαιρα, τη γη και τη διαχείριση υδάτινων πόρων. Επιπλέον, διάφορες εφαρμογές μέσω διαστημικών τεχνολογιών πραγματοποιούνται για τη διασφάλιση της ανθεκτικότητας της κοινωνίας από διάφορους φυσικούς και μη κινδύνους, όπως είναι οι κατολισθήσεις, οι δασικές πυρκαγιές και η κατηγοριοποίηση της βιοποικιλότητας μετά από αυτές, οι σεισμοί, οι πλημμύρες, η θαλάσσια ρύπανση, κ.ά.

Οι εφαρμογές αυτές ενισχύονται με τη χρήση αλγορίθμων και μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης, με απώτερο σκοπό τη μείωση των αναγκών σε πόρους, αλλά και την έγκαιρη προειδοποίηση των ενδιαφερόμενων κρατικών φορέων. Με την εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών, και σε συνδυασμό με τις δυνατότητες της Παρατήρησης Γης, επιτυγχάνεται η υποστήριξη των κρατικών και δημόσιων φορέων για τη λήψη αποφάσεων και τη δημιουργία νέων πολιτικών. Πέραν αυτών, δράσεις γίνονται και από το Τμήμα Ανάλυσης Μεγάλων Γεω-Δεδομένων, όπως είναι η ανάπτυξη του Εθνικού Κύβου Δορυφορικών Δεδομένων (Earth Observation Data Cube), η συλλογή και η εξαγωγή πληροφοριών από μεγάλους όγκους δορυφορικών δεδομένων και ο σχεδιασμός ροών μεγάλων γεωδεδομένων.

Αξιοποιώντας δορυφορικά δεδομένα

Ο καθ. Διόφαντος Χατζημιτσής (διευθύνων σύμβουλος του Κέντρου Αριστείας Ερατοσθένης του ΤΕΠΑΚ) ανέφερε πως :η Δορυφορική Τηλεπισκόπηση ή αλλιώς Παρατήρηση Γης (Earth Observation) είναι η απόκτηση πληροφοριών σχετικά με ένα αντικείμενο ή οποιοδήποτε φαινόμενο, χωρίς να γίνεται οποιαδήποτε φυσική επαφή με το αντικείμενο μέσω δορυφορικών συτημάτων. Ο καθ. Διόφαντος Χατζημιτσής ανέφερε ότι «ως Κέντρο Αριστείας Ερατοσθένης αξιοποιούμε το πρόγραμμα Copernicus που παρέχει ελεύθερη πρόσβαση στα δορυφορικά δεδομένα Sentinel καθώς και πολλά άλλα εξειδικευμένα προϊόντα που καθιστούν δυνατή τη συνεχή και διαχρονική παρακολούθηση του φυσικού οικοσυστήματος (γη – θάλασσα – ατμόσφαιρα) με μεγάλη γκάμα εφαρμογών. Το πρόγραμμα Copernicus έχει σχεδιαστεί ειδικά για να ικανοποιεί τις απαιτήσεις των χρηστών. Μέσω δορυφορικών και επίγειων παρατηρήσεων, οι υπηρεσίες του Copernicus παρέχουν σε σχεδόν πραγματικό χρόνο δεδομένα παγκόσμιου επιπέδου, τα οποία μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη τοπικών και περιφερειακών αναγκών, προκειμένου να κατανοήσουμε καλύτερα τον πλανήτη μας και να διαχειριστούμε βιώσιμα το περιβάλλον στο οποίο ζούμε». Ο δρ Μάριος Τζουβάρας (Κέντρο Αριστείας Ερατοσθένης) τόνισε ότι το Copernicus εξυπηρετείται από ένα σύνολο ειδικών δορυφόρων (οικογένειες δορυφόρων Sentinel) και από συνεισφέρουσες αποστολές (υφιστάμενοι εμπορικοί και δημόσιοι δορυφόροι). Οι δορυφόροι Sentinel είναι ειδικά σχεδιασμένοι για την κάλυψη των αναγκών των υπηρεσιών του Copernicus και των χρηστών τους. Μετά την εκτόξευση του Sentinel-1A, το 2014, η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει ξεκινήσει μια διαδικασία για να θέσει σε τροχιά έναν «αστερισμό» σχεδόν 20 ακόμη δορυφόρων πριν από το 2030.

Η εποχή της τεχνητής νοημοσύνης

Ο δρ Μιχάλης Μαυροβουνιώτης (Κέντρο Αριστείας Ερατοσθένης) τόνισε ότι «η τεχνητή νοημοσύνη είναι κατά βάση η επιστήμη η οποία ασχολείται με τον σχεδιασμό αλγορίθμων και υπολογιστικών συστημάτων τα οποία έχουν τη δυνατότητα να μιμούνται στοιχεία της ανθρώπινης συμπεριφοράς. Τα παρακλάδια της, όπως η μηχανική μάθηση, τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, οι εξελικτικοί αλγόριθμοι, η νοημοσύνη σμήνους, ή ακόμη και υβριδικά μοντέλα, έχουν συντελέσει στην επίτευξη της τεχνολογικής επανάστασης. Όλες αυτές οι μεθοδολογίες, σε συνδυασμό με την εύκολη πλέον πρόσβαση σε μεγάλους όγκους δεδομένων, δημιουργούν προοπτικές για την ανάπτυξη ευφυών συστημάτων μεγάλης ακρίβειας για τη συστηματική Παρατήρηση της Γης. Δεδομένου της καθημερινής χρήσης της τεχνητής νοημοσύνης, και βάσει των τεράστιων δυνατοτήτων της, έχει βελτιώσει σε μεγάλο βαθμό, με διάφορες εφαρμογές αλγορίθμων, και την Παρατήρηση Γης. Αποτέλεσμα αυτών είναι η ενεργή χρήση της τεχνητής νοημοσύνης στην ερευνητική και ακαδημαϊκή κοινότητα, βρίσκοντας λύσεις σε πολύπλοκα ζητήματα...».

Βάσει των όσων αναφέρθηκαν πιο πάνω, συνεχίζεται η εκπόνηση του ερευνητικού έργου με τίτλο «Ενίσχυση των δυνατοτήτων του Κέντρου Αριστείας Ερατοσθένης στην Παρατήρηση Γης για τη μείωση του κινδύνου καταστροφών μέσω της Τεχνητής Νοημοσύνης» – AI-OBSERVER (Αρ. Συμβολαίου: 101079468) το οποίο χρηματοδοτείται από τον Ορίζοντα Ευρώπη (πρόγραμμα πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ) για την έρευνα και την καινοτομία για την περίοδο 2021-2027). Το εταιρικό σχήμα αποτελείται από το Κέντρο Αριστείας ΕΡΑΤΟΣΘΕΝΗΣ του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου (συντονιστής του έργου), το γερμανικό Ερευνητικό Κέντρο Τεχνητής Νοημοσύνης (DFKI), το Πανεπιστήμιο της Ρώμης Tor Vergata (UNITOV), και την εταιρεία CELLOCK Ltd (CLK) από την Κύπρο. Συντονιστής του έργου είναι ο καθηγητής και διευθύνων σύμβουλος του Κέντρου Αριστείας ΕΡΑΤΟΣΘΕΝΗΣ του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου, Διόφαντος Χατζημιτσής. Ενεργό ρόλο εκ μέρους του Κέντρου Αριστείας Ερατοσθένης για την εφαρμογή του εν λόγω έργου έχουν οι δρ Μάριος Τζουβάρας, δρ Μιχάλης Μαυροβουνιώτης, η υπ. διδάκτορας Κυριακή Φωτίου, ο υπ. διδάκτορας Στέλιος Νεροφυτίδης κ.ά.

Το έργο AI-OBSERVER αποσκοπεί στη σημαντική ενίσχυση της επιστημονικής αριστείας και ικανότητας καινοτομίας και των δεξιοτήτων διαχείρισης και διοίκησης έρευνας του Κέντρου Αριστείας Ερατοσθένης. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω δραστηριοτήτων ανάπτυξης ικανοτήτων για την Τεχνητή Νοημοσύνη σε εφαρμογές Παρατήρησης Γης, στη θεματική ενότητα της Μείωσης Κινδύνου Καταστροφών (Disaster Risk Reduction) του Κέντρου Αριστείας ΕΡΑΤΟΣΘΕΝΗΣ, αναβαθμίζοντας έτσι το υφιστάμενο Τμήμα Ανθεκτικής Κοινωνίας (Resilient Society) του Κέντρου, καθώς και τα Τμήματα Διαχείρισης και Διοίκησης Έρευνας, συμβάλλοντας στην επίτευξη του μακροπρόθεσμου στόχου του Κέντρου Αριστείας για αυξημένη αριστεία στον τομέα της Τεχνητής Νοημοσύνης για την Παρατήρηση της Γης σχετικά με τους περιβαλλοντικούς, φυσικούς και μη, κινδύνους. Όλα τα αποτελέσματα πρόκειται να κοινοποιηθούν στα ενδιαφερόμενα μέρη, την ερευνητική και ακαδημαϊκή κοινότητα, τη βιομηχανία και το κοινό, δημιουργώντας μαζί τους ισχυρούς δεσμούς συνεργασίας, τους οποίους το Κέντρο Αριστείας ΕΡΑΤΟΣΘΕΝΗΣ του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου θα κεφαλαιοποιήσει μακροπρόθεσμα μετά το τέλος του έργου.