Na última década, em Los Angeles e no estado da Califórnia, a questão não é se haverá incêndios florestais – mas sim quando e onde eles irão surgir e como proteger as pessoas dessas ameaças. Como tal, os bombeiros precisam saber como planejar e implantar recursos limitados.
Uma dessas soluções é a queima controlada de escova inflamável para evitar os piores cenários de isca crescente que, deixada sem vigilância, fornece forragem para megafiras. Com US $ 5 milhões em apoio do programa Convergence Accelerator da National Science Foundation, uma equipe de pesquisadores, que inclui o San Diego Supercomputer Center (SDSC) da UC San Diego, a Escola de Engenharia Viterbi da University of Southern California e a Tall Timbers Research Station na Flórida, trará o poder da IA para ajudar os bombeiros a planejar a melhor forma de planejar essas queimadas controladas, bem como gerenciar incêndios inesperados.
O SDSC liderará o esforço por meio do desenvolvimento de “BurnPro3D”, uma nova plataforma de suporte à decisão para ajudar a comunidade de mitigação e resposta a incêndios de forma rápida e precisa a entender os riscos e compensações apresentados por um incêndio para planejar com mais eficácia as queimadas controladas e gerenciar os incêndios florestais.
A plataforma BurnPro3D aproveitará o WIFIRE Commons do SDSC, uma estrutura de compartilhamento de dados e IA que usa ciência do fogo de última geração em queimadas prescritas para tratamento preventivo de vegetação e estrutura de modelagem MINT da USC, que integra modelos altamente heterogêneos de disciplinas separadas, incluindo geociências, agricultura, economia e ciências sociais.
Ilkay Altintas, diretor de ciência de dados e diretor do Laboratório WIFIRE do SDSC, é o investigador principal (PI) do projeto.
Para a equipe da USC, Yolanda Gil, Diretora de Novas Iniciativas em IA e Ciência de Dados da Escola de Engenharia Viterbi da USC, atuará como a investigadora principal.
“O programa NSF Convergence Accelerator tem tudo a ver com inovação para impacto social. Temos desenvolvido a infraestrutura e parcerias importantes nesta área há vários anos e, mais recentemente, trabalhando com colaboradores da USC para incluir IA em vários aspectos do projeto.” disse Altintas.
Gil, da USC, uma figura importante em IA, há muito tempo traz a IA para lidar com questões relacionadas aos recursos naturais e ao meio ambiente. Gil explica que a IA pode ser empregada para fazer raciocínio automatizado sobre fatores como velocidade e direção do vento, declive, bem como tipo e densidade da vegetação, para que possa rapidamente montar modelos precisos de como um fogo controlado evoluirá sob diferentes condições iniciais. Além disso, diz Gil, a IA permitirá que os tomadores de decisão personalizem suas estratégias de mitigação – por exemplo, criando um plano personalizado se a preferência for queimar apenas 20% da vegetação em um local ou reduzir o impacto na qualidade do ar.
O projeto também tem um significado pessoal para Gil, um residente de longa data da área de Los Angeles que viu o impacto de desastres naturais na Califórnia, mas também em sua Espanha natal, que foi recentemente afetada por erupções vulcânicas nas Ilhas Canárias. Seu primeiro trabalho em IA para desastres naturais remonta a meados dos anos 1980 como estagiária, onde trabalhou com um grupo de pesquisa de engenharia civil no uso de sistemas especialistas para prever enchentes que ocorrem com frequência no Ebro, o rio mais longo da Espanha.
Além de Gil, a USC traz grande experiência em IA para a liderança do projeto. Bistra Dilkina, codiretora do Center for AI in the Society contribuirá para esse esforço, juntamente com Michael Pazzani, do Instituto de Ciências da Informação da USC. A USC contribuirá com pesquisas de IA em três áreas principais:
– usar raciocínio automatizado para selecionar os melhores modelos de incêndio para as condições de uma determinada área e acessar os dados necessários;
– integração de aprendizado de máquina baseado em física com modelos de fogo de última geração e aprendizado profundo para entender processos complexos que conduzem o comportamento do fogo;
– aplicação de métodos de otimização de restrição para abordar compensações complexas no processo de decisão para a colocação e tempo de queima controlada
Como Gil, Dilkina também aplicou IA por muito tempo para entender os impactos de desastres naturais e também empregou IA para abordar os esforços de conservação da vida selvagem. Seus esforços se concentrarão na parte de otimização deste trabalho.
Dilkina diz: “Selecionar a alocação espacial mais eficaz de fogos prescritos é uma tarefa assustadora, pois envolve uma dinâmica de fogo complexa, recursos limitados e objetivos múltiplos. Estou animado para ajudar a trazer abordagens de IA para a mesa para fornecer o suporte de decisão muito necessário para o agências responsáveis pela mitigação e resposta a incêndios florestais.”
Pazzani, um proeminente pesquisador de aprendizado de máquina, traz para o projeto profundo conhecimento em transparência e explicação, que são cruciais para o suporte de sistemas de suporte a decisões de IA.
BurnPro3D é uma das 10 propostas de pesquisa multidisciplinares que recentemente receberam um apoio coletivo de US $ 50 milhões em NSF, financiado pelo programa Convergence Accelerator. De acordo com Douglas Maughan, chefe do programa da NSF, uma abordagem de convergência é essencial para resolver desafios sociais em grande escala, como os incêndios massivos que queimam regularmente em todo o oeste dos Estados Unidos.
Nos próximos dois anos, essas equipes participarão de um currículo de inovação e empreendedorismo que inclui desenvolvimento de produtos, propriedade intelectual, recursos financeiros, planejamento de sustentabilidade e comunicação e divulgação.
“A fusão de ideias, técnicas e abordagens combinadas com conceitos de design centrados no ser humano e percepções do usuário final ajudam nossas equipes a transformar suas ideias em uma prova de conceito, depois em um protótipo e, finalmente, em uma solução. Com um modelo de pesquisa de três anos, nós esperamos que essas equipes forneçam produtos de alto impacto”, disse Maughan.
Publicado em 02/10/2021 16h06
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