9 июня
Как технологии могут принести пользу человечеству? На этот вопрос в этом году искали ответ участники международного хакатона Imagine Cup Junior Virtual AI Hackathons. Колледж IThub не остался в стороне! На виртуальном хакатоне студентки София Кучмар и Мелания Манойлович в составе сборной команды Quad Core Team — совместно со студентом ITSTEP Bulgaria Никитой Черневским — заняли 3-е место. Это было непросто! Участвовали лучшие команды из России, Латвии, Болгарии, Пакистана и других стран. Давайте узнаем, в чём суть проекта и как искусственный интеллект может решать экологические проблемы.
В чём, собственно, проблема?
Глобальное потепление может привести к исчезновению видов растений. Например, горный цветок эдельвейс находится в опасности. Повышение среднегодовой температуры всего на 2 градуса приводит к тому, что растениям нужно подниматься выше на 300-400 метров, что для горных растений невозможно. За такими растениями нужно следить, чтобы вовремя принимать меры — сохранять их искусственно, например.
Но как за всеми уследить? Использовать технологии! Представьте, что у вас есть способ виртуально отслеживать состояние чувствительных растений, делать прогнозы и содействовать спасению исчезающих видов. Это возможно с помощью Data Science — науки о данных.
Растении часто погибают из-за неудовлетворяющих их погодных условий. Наше решение позволяет отслеживать температуру, влажность и другие параметры, предотвращая гибель растений. Это может помочь сохранить много исчезающих видов.
София Кучмар, студентка 2-го курса специальности «Программирование»
Встречайте: проект «Seed Vault Digital Twin»
Волонтеры и профессионалы по всему миру создают хранилища семян редких видов растений, однако затраты на мониторинг и обслуживание этих хранилищ очень высоки. Решение — цифровой двойник хранилища семян и редких растений.
Мы вдохновлялись семенохранилищем Svalbard, расположенным в Норвегии. В нашей виртуальной лаборатории можно проводить эксперименты над растениями, чьи семена могут храниться в подобных семенохранилищах. Всё это для экономии расходов на транспортировку и зарплаты сотрудников, ведь доступ к данным о растениях полностью виртуальный.
Мелания Манойлович, студентка 2-го курса специальности «Программирование»
Как это работает?
Сначала разберёмся, что такое цифровой двойник. Цифровой двойник (Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса. В нашем случае мы создаём цифровые копии растений.
Чтобы создать правильную копию, мы работаем с реальными растениями. Растениям нужны особые условия для развития, такие как влажность, температура, минералы в почве, освещение. Прикрепив к растениям датчики, специалисты собирают данные о том, как реагируют растения на те или иные погодные условия. И уже собранные данные помогут симулировать поведение растений уже в виртуальной среде — на специализированной платформе SharePoint Spaces. Хотите прогуляться по цифровому двойнику семенохранилища? Это можно сделать с помощью видео!
Для экспериментов необходимо понять, как каждое растение реагирует на какие характеристики, какие для него оптимальные. Данные с датчиков, установленных в растение, отправляются в модель, там обрабатываются и собираются в виде интерактивного графика.
София Кучмар, студентка 2-го курса специальности «Программирование»
Возможности проекта
Конечно, проект учебный и должен пройти оценку экспертов. Но уже сейчас можно сказать, что студенты проделали серьёзную работу.
Вот что умеет Seed Vault Digital Twin:
◼ мониторить температуры и влажности и выявлять аномалий в работе хранилища в режиме реального времени.
◼ прогнозировать изменения погоды возле хранилища
◼ определять заболевшие растения с помощью компьютерного зрения
Команда отмечает, что проект можно использовать и для других идей — функции позволяют. Тем более, что молодые специалисты готовы делиться знаниями!
Мы создали пространство в SharePoint spaces, учебные видеоролики на YouTube-канале, дэшборд с разъяснением, как мы используем те или иные продукты Microsoft, у нас также создан репозиториий в GitHub и форма обратной связи.
София Кучмар, студентка 2-го курса специальности «Программирование»
Как ещё искусственный интеллект помогает экологам?
Возможность сбора больших данных, способность прогнозировать и обучать модели — всё это люди активно используют для защиты окружающей среды.
◼ В Барселоне используют сенсоры в мусорных контейнерах. На основе полученных данных строят маршруты для мусороуборочных машин
◼ Информационная система анализирует состояние 2,5 млн. деревьев, растущих в Нью-Йорке.
◼ В Сиднее 14 сенсоров собирают данные о состоянии атмосферы. Система может предсказывать уровень загрязнённости на 24 ближайших часа.
Как научиться делать такие же проекты?
Подобные проекты создают дата сайентисты — специалисты, которые умеют применять методы науки о данных (Data Science). Они строят модели, прогнозируют поведение, обучают нейронные сети. Наверное, сейчас уже нет сферы, где не понадобились бы дата-инженеры, аналитики данных и дата сайентисты. Данные — новая нефть, и все хотят уметь их монетизировать.
Девушкам помогли знания, полученные в колледже IThub, советы наставника Артёма Черневского, курсы на портале Microsoft Learn и самостоятельный поиск информации.
Что дальше?
Команда продолжает работу над проектом. В мае участники отправили презентацию решения уже на Imagine Cup Junior 2022 и ожидают результатов до середины июня.
Есть вопросы про Data Science, программирование и аналитику данных? Выбираете профессию в IT? Приходите к нам на ProfDay — каждый месяц обсуждаем перспективы и возможности IT-направлений.
