A Fujitsu bejelentette egy olyan új technológia részleteit, amely LiDAR és mesterséges intelligencia segítségével nagy felbontású 3D-s adatokat gyűjt az élőlényekről és természeti jellemzőkről, úgymint korallzátonyokról, valamint a tengerben lévő ember alkotta szerkezetekről, például szélturbina-infrastruktúrákról, amit autonóm víz alatti járművekkel (AUV) vizsgálnak, mindezt az Ocean digital twin létrehozására irányuló kutatás-fejlesztési erőfeszítések részeként. Az ezzel a technológiával létrehozott digital twin lehetővé teszik majd a kutatók számára, hogy a víz alatti ökoszisztémák rendkívül pontos reprodukcióit tanulmányozzák a környezet változásainak előrejelzése, valamint a természetvédelmi intézkedések lehetséges hatásainak szimulálása érdekében.
A technológia egy olyan valós idejű mérési technikára támaszkodik, amelyet eredetileg a Fujitsu az International Gymnastics Federation-nel együttműködve kifejlesztett „Judging Support System” nevű, a torna bíráskodását segítő rendszeréhez fejlesztett ki, és amely lehetővé teszi a mobil AUV-ok általi szkennelést még akkor is, amikor a durva áramlatok és a hullámok megnehezítik a körülményeket. A technológia a Fujitsu képjavító mesterséges intelligenciáját is felhasználja a színjavításhoz és a képek tisztításához, lehetővé téve a vizsgálni kívánt célpontok pontos azonosítását és mérését néhány centiméteres pontosságig, még zavaros vízben is.
A technológia ellenőrzése érdekében a Fujitsu a japán Okinawa prefektúrában található Ishigaki sziget melletti vizekben a Nemzeti Tengerészeti Kutatóintézet, a Nemzeti Tengerészeti, Kikötői és Légiforgalmi Technológiai Intézet (NMRI) mellett terepi kísérleteket végzett, és sikeresen szerzett pontos 3D-s adatokat a korallzátonyok feltérképezéséhez.
A Fujitsu terve az, hogy a jövőben a technológia mérési céljait kiterjessze a nagy mennyiségű kék szenet elnyelő hínárra is, és 2026-os pénzügyi évre létrehozza a hínárágyak Ocean digital twin-jét. Ez támogatni fogja a vállalatokat és a helyi önkormányzatokat az intézkedések tervezésében, beleértve a tengeri moszatágyakban tárolt szén-dioxid mennyiségének becslését, az új tengeri moszatágyak megőrzésére és termesztésére irányuló intézkedéseket, valamint a korallzátonyok biológiai sokféleségének előmozdítására és megőrzésére irányuló kezdeményezéseket.
A digitális technológia és a mesterséges intelligencia felhasználása a világ óceánjait és biológiai sokféleségét fenyegető veszélyek kezelésére
Az éghajlatváltozás hatásai elleni küzdelemre és a Föld felszínének mintegy 70%-át borító óceánok biológiai sokféleségének megőrzésére irányuló globális erőfeszítések támogatása érdekében a Fujitsu olyan digitális ikertechnológia kifejlesztésén dolgozik, amely lehetővé teszi a tengerrel kapcsolatos intézkedések fejlett ellenőrzését. Az Ocean digital twin technológia koncepciója az AUV-ok és műholdak felhasználásával az ökoszisztéma jellemzőire vonatkozó adatok gyűjtése, beleértve a növényzet eloszlását és a víz alatti élővilág 3D-s formáit, mint például a hínár és a korallzátonyok, valamint a vízi erőforrásokat és a tengeri környezetet befolyásoló, ember által létrehozott építmények ellenőrzése. A Fujitsu ezeket az adatokat egy olyan modell létrehozásához gyűjti, amely számszerűsíti és szimulálja a tengeri ökoszisztémát alkotó szervezetek környezetében és növekedésében bekövetkező változásokat, és felhasználja a tengerrel kapcsolatos intézkedések előzetes ellenőrzésére. Például a kék szén-dioxiddal kapcsolatos intézkedések előzetes ellenőrzéséhez a 3D-s adatok lehetővé teszik a kutatók számára, hogy meghatározzák egy adott területen a növényi élet biomasszáját, és kiszámítsák az általa elnyelt szén-dioxid mennyiségét. A biológiai adatokat a víz alatti élőlények növekedésének idősoros szimulációjához is beépítik. Ez lehetővé teszi a szén-dioxid elnyelés változásainak szimulálását egy bizonyos tengeri ökoszisztéma-védelmi intézkedés meghozatalakor, beleértve a víz alatti élőlények növekedési állapotát, és a globális felmelegedés elleni intézkedések hatékonyságának előzetes ellenőrzését.
A tengeri ökoszisztémák megőrzése és a szén-dioxid elnyelés mértékének megértése érdekében nagy felbontású képekre (amik csak néhány centiméteresek), 3D-s adatok gyűjtésére, valamint a víz alatti élőlények azonosítására és térfogatuk becslésére van szükség. A meglévő technológiák, mint például az akusztikus szonár, azonban elégtelennek bizonyulnak ehhez a feladathoz, mivel a felbontás körülbelül 10 cm-re korlátozódik olyan problémák miatt, mint a sugárszélesség korlátozása.
Pár szó a kifejlesztett technológiáról
1. Képjavító AI technológia, amely helyreállítja a víz alatt készült témák színét és kontúrját
A Fujitsu olyan képjavító AI-technológiát fejlesztett ki, amely a víz alatti témákra optimalizált mélytanulást végez, hogy nagy felbontású 3D-s képeket készíthessen a víz alatti élőlényekről és struktúrákról, még a zavaros vízben készült képekről is, ahol a színek torzulnak és a tárgyak körvonalai elmosódnak. Ez a technológia kétféle mesterséges intelligenciából áll – az egyik a zavarosság eltávolítását és a kontúr helyreállítását valósítja meg, a másik pedig korrigálja a téma eredeti színét és javítja a céltárgyak elmosódott kontúrjait, hogy a 3D konverzió előtt feljavított képeket hozzon létre. Ez megakadályozza a hibákat a 3D feldolgozás és a tárgyfelismerés során, lehetővé téve az egyes tárgyak alakjának mérését.
2. Víz alatti 3D mérési technológia, amely lehetővé teszi a valós idejű 3D mérést egy mozgó AUV-ról
A 3D-s, valós idejű víz alatti méréshez a Fujitsu egy rövid ciklusú lézeremissziót és nagy sebességű szkennelést alkalmazó mintavételi technológiát adaptált, amelyet a Fujitsu az International Gymnastics Federation-nel együttműködve a „Judging Support System” számára fejlesztett ki, hogy segítse a torna bíráskodását. Továbbá a Fujitsu bemutatott egy víz alatti fényérzékelő és távolságmérő (LiDAR) eszközt, amely lehetővé teszi a méréshez szükséges megfelelő hullámhossz kiválasztását a tengeri körülményeknek megfelelően három lézerhullámhossz közül. Ez nemcsak háromdimenziós mérést tesz lehetővé egy mozgó, autonóm, pilóta nélküli tengeralattjáróról, hanem a tárgyak mozgását követő technológia kifejlesztésével lehetővé teszi a mozgó tárgyak mérését is.
A technológia hatékonyságának megerősítése érdekében a Fujitsu az NMRI-vel együttműködve terepi kísérletet végzett a víz alatti adatok automatikus, valós idejű gyűjtésére. A Fujitsu egy olyan víz alatti érzékelőt szerelt fel, amely egy kamerát és LiDAR-t kombinál a valós idejű 3D méréshez, és integrálta azt az NMRI által kifejlesztett „AUV-ASV összekapcsolt rendszerbe”. Ebből a kísérletből sikeresen, valós időben nagy felbontású 3D-s adatokat szereztek centiméteres méretű objektumokról, köztük víz alá telepített csövekről és korallzátonyokról.
Összefoglalva a Fujitsu által bejelentett új technológia komoly áttörést hoz a víz alatti világ megértésében és monitorozásában. Az új rendszer, amely LiDAR és mesterséges intelligencia kombinációjára épül, lehetővé teszi nagy felbontású 3D-s adatok gyűjtését a tenger alatti élőlényekről és struktúrákról. Ennek a technológiának az a célja, hogy létrehozza az Ocean digital twin-t, ami egy pontos reprodukciót készít a víz alatti ökoszisztémákról. Ezáltal a kutatók képesek lesznek előrejelzéseket tenni a környezet változásaira és szimulálni a természetvédelmi intézkedések hatásait.
Az új technológia eredetileg a torna bíráskodását segítő rendszernek fejlesztett technikát használja, amely lehetővé teszi a mobil AUV-ok számára a szkennelést még durva körülmények között is. Emellett a technológia a Fujitsu képjavító mesterséges intelligenciáját alkalmazza a képek tisztítására és a célpontok azonosítására akár zavaros vízben is. A Fujitsu tervezi a technológia továbbfejlesztését, hogy kiterjessze a nagy mennyiségű kék szenet elnyelő hínárra is, és létrehozza a hínárágyak Ocean digital twin-jét. Ez segíteni fogja a vállalatokat és helyi önkormányzatokat az intézkedések tervezésében, beleértve a szén-dioxid mennyiségének becslését és a korallzátonyok biológiai sokféleségének előmozdítását és megőrzését.
Jövőbeli tervek
A Fujitsu a jövőben is folytatja az olyan technológiák fejlesztését, amelyek még kihívást jelentő környezetben (pl. erős áramlatok és a tengerfenék egyenetlen domborzata) is megbízhatóan képesek adatokat gyűjteni, és részt vesz olyan intézkedésekben, amelyek várhatóan hozzájárulnak a szén-dioxid mentesítéshez a szén-dioxidot elnyelő tengeri algák növekedésének érdekében. A mérési célokat kiterjesztik az ellenőrzésekre és a felhalmozódó felhasználási esetekre. A mért 3D-s adatok alapján a Fujitsu olyan Ocean digital twin technológiát fog kifejleszteni, amely szimulációkat végez a biológia, a környezettudomány és más területek ismereteit is magában foglaló ágazatokról. A Fujitsu célja, hogy partnerségeket építsen ki vállalatokkal, helyi önkormányzatokkal és szervezetekkel, amelyek a szén-dioxid semlegességre irányuló intézkedéseken dolgoznak, valamint, hogy támogassa az ügyfeleket az Ocean digital twin-nel kapcsolatos intézkedések tervezésében.
techkalauz.hu – az online techmagazin
