ایجاد پایگاه داده تصاویر ماهواره‌ای در چین برای آموزش هوش مصنوعی

آکادمی علوم چین چندی پیش اعلام کرد، یک پایگاه داده تصویربرداری ماهواره‌ای حاوی اطلاعات دقیق بیش از یک میلیون مکان در چین راه اندازی شده است تا به کاهش خطاهای ایجاد شده توسط هوش مصنوعی هنگام شناسایی اجسام از فضا کمک کند.

آکادمی علوم چین افزود، تشخیص اهداف بسیار کوچک در پایگاه داده تصاویر سنجش از دور (تصاویر ماهواره‌ای) با وضوح بالا (FAIR1M) ده‌ها یا حتی صدها برابر بزرگتر از مجموعه داده‌های مشابه مورد استفاده در کشورهای دیگر است.

پروفسور فو کان، دانشمند ارشد پروژه FAIR1M با انستیتوی تحقیقات اطلاعات هوافضای آکادمی پکن، گفت اندازه نسبتاً کوچک پایگاه‌های اطلاعاتی برای آموزش هوش مصنوعی (AI) در تشخیص تصویر ماهواره‌ای، دقت برنامه‌های واقعی را تحت تأثیر قرار داده است.

تصاویر ماهواره‌ای در این مجموعه داده‌ها دارای برچسب گذاری خاص‌تری نسبت به تصاویر قبلی هستند.

وی و همکارانش در مقاله‌ای درباره کار خود که در ماه مارس در arxiv.org منتشر شد، گفتند: “یک مجموعه داده چالش برانگیز و عالی می‌تواند توسعه این زمینه را تسریع کند.”

ارتش‌ها از دهه ۱۹۶۰ از ماهواره‌های جاسوسی برای مطالعه اشیا مورد علاقه استفاده کرده‌اند. این ارزیابی در ابتدا توسط متخصصان آموزش دیده به صورت دستی انجام می‌شد، قبل از اینکه رایانه‌ها به سرعت بخشیدن به روند کار کمک کنند و فناوری تشخیص تصویر نظامی عمدتاً طبقه بندی شده بود و معمولاً به طیف کمی از اشیا حساس محدود می‌شد.

در سال‌های اخیر، توسعه سریع فناوری هوش مصنوعی شهروندان را قادر به کسب اطلاعات ارزشمند از تصاویر ماهواره‌ای تجاری کرده است. برای مثال شمارش تعداد کامیون‌های باری در جاده‌های یک شهر یا حتی یک کشور می‌تواند بینشی در مورد فعالیت اقتصادی، حمل و نقل و زیرساخت‌ها ایجاد کند.

برخی از محققان در چین از این فناوری برای ردیابی سرعت گسترش شهر شین‌جیانگ، حرکات حیوانات وحشی در فلات تبت و ساخت زیرساخت‌های جهانی در چارچوب طرح کمربند و جاده استفاده کرده‌اند.

با این وجود الگوریتم‌های موجود هوش مصنوعی گاهی در شناسایی اشیا در تصاویر گرفته شده از مدار با چالش روبرو شده‌اند. بیشتر ابزارهای غیرنظامی با استفاده از عکس‌های گرفته شده در زندگی روزمره آموزش دیده‌اند، اما تصویری از برج ایفل که توسط یک جهانگرد گرفته شده است، شباهت چندانی به عکس گرفته شده از ۳۰۰ کیلومتر (۱۸۶ مایل) بالاتر ندارد.

هرچه یک پایگاه داده آموزشی بزرگتر باشد، هوش مصنوعی هوشمندتر می‌شود. اما با توجه به تعداد تصاویر ماهواره‌ای نسبتاً محدود و گاه بسیار گران قیمت، به ویژه آنهایی که از کیفیت بالاتری برخوردارند، دقت هوش مصنوعی در برنامه‌های غیرنظامی کاملاً پایین است.

با کمک مالی بنیاد ملی علوم چین و دسترسی به ماهواره‌های جدید موسوم به Gaofen ، فو و همکارانش یک پایگاه داده ساختند که شامل بیش از ۱۵۰۰۰ تصویر ماهواره‌ای با کیفیت بالا با ۱ میلیون برچسب “صحنه” بود. باید توجه داشت که پایگاه داده VEDAI در فرانسه فقط ۳۶۰۰ صحنه دارد.

کل مجموعه داده‌های چینی در ماه ژوئن برای جامعه بین‌المللی باز خواهد بود و انجمن بین‌المللی فتوگرامتری و سنجش از دور، که دفتر مرکزی آن در آلمان است، آن را به عنوان یک پایگاه داده استاندارد برای ارزیابی عملکرد الگوریتم‌های تشخیص اشیا انتخاب کرده است.

FAIR1M اطلاعات بیشتری در مورد تصاویر فراهم می‌کند. به عنوان مثال سایر پایگاه‌های داده، هواپیماهای مسافربری را فقط هواپیما توصیف کرده‌اند. بانک اطلاعاتی جدید چینی می‌تواند با هوش مصنوعی مدل دقیق هواپیما مانند بوئینگ ۷۷۷ را اعلام کند یا آن را برای تشخیص یک کشتی جنگی از یک کشتی مسافربری به چالش بکشد.

شیا گوی سونگ، استاد سنجش از دور در دانشگاه ووهان که در پروژه FAIR1M مشارکت نداشته گفت: “ایجاد یک پایگاه داده بزرگ کاملاً چالش برانگیز است. اشیا باید تأیید شوند و به درستی با دست برچسب گذاری شوند.”

FAIR1M تنها پایگاه داده تصاویر ماهواره‌ای در مقیاس بزرگ برای هوش مصنوعی در چین نیست. پایگاه داده DOTA که توسط تیم شیا ساخته شده است نیز حاوی یک میلیون صحنه بود اما از تصاویر ماهواره‌ای و برچسب‌های کمتری استفاده می‌کند.

شیا گفته است DOTA و FAIR1M با هم رقابت نمی‌کنند. “ما بر روی اشیایی که ماهواره‌ها از زوایای مختلف مشاهده می‌کنند تمرکز کردیم. آنها بیشتر روی جزئیات با وضوح بالا تمرکز کردند. این دو مجموعه داده با چالش‌های مختلف فنی روبرو هستند. آنها مکمل یکدیگرند.”

اعتقاد بر این است که فناوری شناسایی اهداف نظامی عملکرد بهتری نسبت به همتایان غیرنظامی دارد، اما به دلیل تکامل سریع فناوری هوش مصنوعی و بهبود اطلاعات آموزش، این مورد دوم در حال پیشرفت است.

شیا اعلام کرد: “الگوریتم‌هایی که ما توسعه می‌دهیم در سطوح اساسی کار می‌کنند، به این معنی که می‌توانند در محیط‌های نظامی یا غیرنظامی استفاده شوند.”

توسعه فناوری تشخیص تصویر هوش مصنوعی در چین قبلاً بیشتر به پایگاه‌های اطلاعاتی سایر کشورها وابستگی داشت. در حال حاضر، چین با داشتن دو پایگاه داده بزرگ عکس ماهواره‌ای جهان، شانس بیشتری برای کسب یا حفظ پیشتازی در این زمینه دارد.

“پایگاه داده یک پلت فرم است. بر اساس این سیستم عامل، هر تیم تحقیقاتی از هر کشوری می‌تواند الگوریتم‌های مختلفی را برای غلبه بر یکدیگر، مطابق قوانین خاص ایجاد کند. این مساله به طور کلی روند توسعه فناوری را تسریع می‌کند.”

در گذشته، تصاویر ماهواره‌ای بیشتر توسط کشورهای غربی جمع آوری می‌شد. اخیراً، چین یکی از بزرگترین شبکه‌های رصد زمین را با ماهواره‌هایی مانند سری Gaofen ساخته است که مجهز به دوربین و حسگرهای پیشرفته بودند.

طبق گفته تیم Fu، بیش از ۸۰ درصد تصاویر موجود در پایگاه داده FAIR1M مربوط به ماهواره‌های چینی و بقیه موارد از Google Earth است. آنها شامل وسایل نقلیه، ماشین آلاتی مانند بیل مکانیکی و ساخت و سازهایی از جمله پل‌ها، دوربرگردان‌ها و زمین‌های بیس بال بودند.

در ماه مه، محققان هوش مصنوعی از بسیاری از کشورها در پکن برای کسب جایزه‌ای که برای فناوری تشخیص تصویر ماهواره‌ای اهدا می‌شود، با استفاده از پایگاه داده FAIR1M رقابت می‌کنند. این رقابت می‌تواند “موجب توسعه و استفاده بیشتر از داده‌ها و فناوری تصویر ماهواره‌ای با کیفیت بالا در جامعه بین‌المللی شود”.

منبع: دفتر همکاری فناوری سفارت ایران در پکن