MIT(Massachusetts Institute of Technology): 북극 이미지의 새로운 데이터세트가 인공지능 연구에 박차를 가할 것입니다.

Oct 31, 2023

미국 해안경비대(USCG) 쇄빙선 힐리(Healy)호는 올여름 북극 횡단 항해에 참여하면서 빠르게 변화하는 이 지역에 대한 추가 연구를 위해 북극 이미지를 포착하고 있습니다. 링컨 연구소 연구원들은 7월 11일 3개월간의 과학 임무를 시작하기 전 시애틀 항구에 있는 힐리(Healy)에 카메라 시스템을 설치했습니다. 결과 데이터 세트는 최초의 데이터 세트 중 하나가 될 것입니다. 북극 이미지를 분석할 수 있는 인텔리전스 도구입니다. “이 데이터 세트는 선원들이 보다 안전하게 항해하고 보다 효율적으로 작업하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 중요한 해양 영역에 대한 인식과 AI 분석이 어떻게 북극 이미지에 활용될 수 있는지에 대한 향상된 이해를 제공함으로써 국가를 보호하는 데 도움이 됩니다. 이 도전적이고 독특한 환경입니다.”라고 이 프로젝트를 이끈 Lincoln Laboratory의 AI 소프트웨어 아키텍처 및 알고리즘 그룹 연구원인 Jo Kurucar는 말합니다. 지구가 따뜻해지고 해빙이 녹으면서 북극 통로는 군함과 선박 모두에게 더 많은 교통 수단을 제공하고 있습니다. 불법조업을 하는 선박. 이러한 움직임은 미국에 국가 안보 문제를 야기할 수 있습니다. 북극의 시작은 또한 기후, 야생 동물, 지리가 어떻게 변하고 있는지에 대한 질문을 남깁니다. 오늘날 이러한 변화를 연구할 수 있는 북극의 이미지 데이터세트는 거의 존재하지 않습니다. 위성이나 항공기의 머리 위 이미지는 환경에 대한 제한된 정보만 제공할 수 있습니다. 선박에 부착된 외부 카메라는 장면에 있는 다른 선박과 같은 물체의 설정 및 다양한 각도를 더 자세히 캡처할 수 있습니다. 이러한 유형의 이미지는 USCG가 해군 임무를 계획하고 분석을 자동화하는 데 도움이 될 수 있는 AI 컴퓨터 비전 도구를 훈련하는 데 사용될 수 있습니다. Kurucar에 따르면 북극의 USCG 자산은 얇게 분산되어 있으며 AI 도구를 통해 큰 이점을 얻을 수 있으며 이는 전력 승수 역할을 할 수 있습니다. Healy는 USCG의 가장 크고 기술적으로 가장 진보된 쇄빙선입니다. 현재 임무를 고려할 때 이 데이터 세트를 수집하기 위해 새로운 센서를 장착하는 것이 적합한 후보였습니다. 실험실 연구팀은 USCG 연구 개발 센터와 협력하여 센서 요구 사항을 결정했습니다. 그들은 함께 CRISP(한랭지 이미징 및 감시 플랫폼)를 개발했습니다. “Lincoln Laboratory는 해안경비대, 특히 연구개발센터와 훌륭한 관계를 맺고 있습니다. 지난 10년 동안 우리는 CRISP 시스템 배포를 가능하게 하는 유대관계를 구축했습니다.”라고 CRISP 프로젝트 리더이자 AI 소프트웨어 아키텍처 및 알고리즘 그룹의 보조 리더인 Amna Greaves는 말합니다. “우리는 연구실과 우리 그룹에서 일하는 USCG 베테랑뿐만 아니라 우리의 기술 임무가 상호보완적이기 때문에 강한 유대 관계를 맺고 있습니다. 오늘은 북극에 적외선 감지 장치를 배치했습니다. 내일은 빠른 응답 커터에서 4족 로봇 개를 작동시킬 수 있습니다.” CRISP 시스템은 Teledyne FLIR(미래 지향적 적외선용)에서 제조한 장파 적외선 카메라로 구성되며 가혹한 해상 환경을 위해 설계되었습니다. 카메라는 거친 바다와 완전한 어둠, 안개, 눈부심 속에서도 이미지를 안정화할 수 있습니다. GPS 기반 시간 동기화 시계 및 네트워크 비디오 레코더와 결합되어 GPS 위치 데이터와 함께 비디오 및 정지 이미지를 모두 기록합니다. 카메라는 선박의 플라이 브릿지 전면에 장착되고 전자 장치는 브릿지의 견고한 랙에 보관됩니다. 이 시스템은 교량에서 수동으로 작동하거나 자율 감시 모드로 전환할 수 있으며, 이 모드에서는 천천히 앞뒤로 회전하면서 3시간마다 15분의 영상을 녹화하고 15초마다 한 번씩 정지 이미지를 녹화합니다. “장비 설치 독특하고 재미있는 경험이었습니다. 여느 좋은 프로젝트와 마찬가지로 설치에 대한 우리의 기대는 현실에 미치지 못했습니다.”라고 설치를 위해 시애틀로 여행을 떠난 프로젝트의 IT 시스템 관리자인 Michael Emily는 말합니다. 선박 승무원과 협력하여 실험실 팀은 예상한 액세스 지점에 실제로 접근할 수 없다는 사실을 발견한 후 카메라에서 관측소까지 케이블을 연결하는 경로를 신속하게 조정해야 했습니다. Emily는 "이런 유형의 시나리오를 대비해 이 프로젝트를 위해 100피트 길이의 케이블을 만들었습니다. 여유 공간이 몇 인치밖에 없었기 때문에 좋은 일이었습니다."라고 Emily는 말합니다. CRISP 프로젝트 팀은 데이터 세트를 공개적으로 공개할 계획입니다. 가을에 USCG 과학 임무가 완료되면 크기가 약 4테라바이트에 이를 것으로 예상됩니다. 데이터 세트를 공개하는 목적은 특히 이 지역의 항해가 더욱 쉬워짐에 따라 더 넓은 연구 커뮤니티가 북극에서 활동하는 사람들을 위한 더 나은 도구를 개발할 수 있도록 하는 것입니다. . Kurucar는 “데이터를 수집하고 게시하면 우리가 스스로 달성할 수 있는 것보다 더 빠르고 더 큰 진전을 이룰 수 있습니다.”라고 덧붙입니다. "또한 이를 통해 실험실에서는 더 발전된 AI 애플리케이션에 참여할 수 있고 다른 사람들은 데이터 세트를 사용하여 더 점진적인 발전을 이룰 수 있습니다." 자신의 모델에. 개발 예정인 고급 AI 응용 프로그램은 장면의 특정 개체에 대한 분류기와 이미지 전체에서 개체를 식별하고 추적하는 기능입니다. USCG 임무를 지원하는 것 외에도 이 프로젝트는 AI를 북극의 데이터에 적용하려는 연구자에게 영향력 있는 데이터 세트를 생성할 수 있습니다. AI 소프트웨어 아키텍처 및 알고리즘 그룹을 이끄는 Paul Metzger는 "기후 변화에 대처하는 데 도움을 주기 위해 노력하고 있다"고 말했습니다. Metzger는 그룹이 이 프로젝트에 참여하게 된 것을 영광으로 생각하며 직면한 새로운 과제에 AI를 적용함으로써 얻을 수 있는 발전을 보게 되어 기쁘다고 덧붙였습니다. 미국: “Covid-19의 발생을 예측하고 미국 유럽 사령부가 우크라이나를 지원하도록 지원하는 것부터 현재 AI를 사용하는 것까지 우리 그룹이 우리나라에서 가장 우선순위가 높은 과제에 AI를 적용하는 방법을 매우 자랑스럽게 생각합니다. 해양 인식을 위한 북극.” 데이터세트가 사용 가능해지면 Lincoln Laboratory 데이터세트 웹사이트에서 무료로 다운로드할 수 있습니다.