行业指南

人工智能在灾难应对中的应用

人工智能有助于预测、检测和应对洪水、野火、地震和风暴,将大量的卫星、传感器和社交媒体数据转化为更快的决策。

概述

人工智能有助于预测、检测和应对洪水、野火、地震和风暴,将大量的卫星、传感器和社交媒体数据转化为更快的决策。当几分钟就能挽救生命时,速度和准确性就变得至关重要。

灾难响应中的人工智能将人工智能应用于特定领域的环境中,在这些环境中,法规、操作和风险承受能力强烈影响着设计选择。

深入探讨

灾难响应跨越各个阶段——预测、预警、响应和恢复——而人工智能现在已经触及每个阶段。在事件发生之前,机器学习模型会预测风险:Google 的洪水中心可以预测 80 多个国家/地区未来几天的河流洪水,而 GraphCast 和 FourCastNet 等天气模型可以在几分钟而不是几小时内运行预测。在事件发生期间,计算机视觉会比较前后的卫星图像(例如 Maxar 和 xView2 数据集)来绘制建筑物损坏情况,而 NLP 会扫描社交媒体上的求救呼声并将其发送给响应人员。 ALERTWildfire 等野火检测网络和卫星系统会尽早标记点火情况。在恢复过程中,人工智能会估算损失成本并确定援助的优先顺序。挑战:灾难是罕见且混乱的,因此根据过去的事件训练的模型可能会错过新的事件,并且在最需要系统的时候连接经常会失败。

技术洞察

损坏测绘使用变化检测:模型逐像素比较事件前后的卫星或无人机图像,将建筑物分类为未损坏、损坏或被摧毁。 GraphCast 等现代天气模型使用经过数十年再分析数据训练的图神经网络,在单台机器上在一分钟内预测全球天气,比传统物理模拟快几个数量级,同时在许多指标上匹配或超越其准确性。

掌握灾难响应中的人工智能

人工智能有助于预测、检测和应对洪水、野火、地震和风暴,将大量的卫星、传感器和社交媒体数据转化为更快的决策。当几分钟就能挽救生命时,速度和准确性就变得至关重要。灾难响应中的人工智能将人工智能应用于特定领域的环境中,在这些环境中,法规、操作和风险承受能力强烈影响着设计选择。为了建立深入的理解,请将灾难响应中的人工智能视为一种操作模型,而不是单一功能:定义期望的结果,澄清假设,并将系统可以可靠地执行的操作与仍需要专家判断的操作分开。

在实践中,在灾难响应中使用人工智能的强大团队将技术能力与领域政策、可审计性和一线决策结合起来。他们记录明确的成功标准,根据实际数据和工作流程进行测试,并根据观察到的失败模式而不是一次性基准测试胜利进行迭代。这就是理论理解转变为跨产品、政策和运营的持久能力的地方。

行业背景决定了人工智能创意能否与现实接触。同时,监管要求可能会使原本强大的原型失效。最具弹性的方法是将实验速度与治理规则结合起来:运行试点、捕获证据、发布决策日志,并随着模型行为、用户期望和监管要求的发展不断更新保障措施。

战略影响

行业背景决定了人工智能创意能否与现实接触。

行业背景决定了人工智能创意能否与现实接触。在高质量部署中,这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式,以便团队可以增强信心,而不是扩大模糊性。

领域约束会影响可接受的错误率和监督模型。

领域约束会影响可接受的错误率和监督模型。在高质量部署中,这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式,以便团队可以增强信心,而不是扩大模糊性。

成功的部署使技术能力与一线工作流程保持一致。

成功的部署使技术能力与一线工作流程保持一致。在高质量部署中,这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式,以便团队可以增强信心,而不是扩大模糊性。

人工智能在灾难响应中的未来

预计人工智能与卫星星座和物联网传感器网络融合,可提供近乎实时的危险地图、在网络出现故障时工作的设备上模型,以及在洪水或火灾发生前模拟城市的数字孪生。地球观测的基础模型(如 NASA 和 IBM 的 Prithvi)旨在概括各种危险。前沿是值得信赖、可解释的警告,官员和社区将实际采取行动,并覆盖最需要这些警告的脆弱、连通性低的地区。

现实世界的实施

Google 洪水中心提前几天预测 80 多个国家的河流洪水,以触发早期预警

xView2 挑战赛和 Maxar 图像训练模型可根据地震和飓风后的卫星照片绘制建筑物损坏情况

GraphCast 和 FourCastNet 在几分钟内生成全球天气预报,加快风暴和热浪警报的速度

NLP 系统在灾难期间扫描社交媒体,以检测和定位需要救援的人员,并将报告发送给响应人员

实施模式

人工智能在灾难响应中的实践

Google Flood Hub 提前几天预测 80 多个国家的河流洪水,以触发早期预警。

Google Flood Hub 提前几天预测 80 多个国家/地区的河流洪水,以触发早期预警。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并跟踪一段时间内的生产力增益和错误成本时,通常会获得更好的结果。

人工智能在灾难响应中的实践

xView2 挑战赛和 Maxar 图像训练模型可根据地震和飓风后的卫星照片绘制建筑物损坏情况。

xView2 挑战赛和 Maxar 图像训练模型可根据地震和飓风后的卫星照片绘制建筑物损坏情况。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并跟踪一段时间内的生产力增益和错误成本时,通常会获得更好的结果。

人工智能在灾难响应中的实践

GraphCast 和 FourCastNet 在几分钟内生成全球天气预报,加快风暴和热浪警报的速度。

GraphCast 和 FourCastNet 在几分钟内生成全球天气预报,加快风暴和热浪预警速度。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并跟踪一段时间内的生产力提升和错误成本时,通常会获得更好的结果。

人工智能在灾难响应中的实践

NLP 系统在灾难期间扫描社交媒体,以检测和定位需要救援的人员,并将报告发送给响应人员。

NLP 系统在灾难期间扫描社交媒体,以检测和定位需要救援的人员,并将报告发送给响应人员。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并跟踪一段时间内的生产力增益和错误成本时,通常会得到更好的结果。

风险与防护栏

!

监管要求可能会使原本强大的原型失效。

!

历史数据可能会编码损害特定社区的偏见。

!

遗留系统可能会造成集成瓶颈和隐性成本。

实施路线图

1

让领域专家参与从问题框架到评估的整个过程。

让领域专家参与从问题框架到评估的整个过程。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

2

在启动前设计审计跟踪和文档。

在启动前设计审计跟踪和文档。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

3

尽早验证合规性和安全义务。

尽早验证合规性和安全义务。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

4

分阶段推出,并具有明确的停止和回滚标准。

分阶段推出,并具有明确的停止和回滚标准。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

不断探索