И през тази година горските пожари непрекъснато заплашваха природата, хората и икономиката на страната. Освен жива сила и съвременна техника, за предотвратяване на пожарите съвсем скоро ще използваме и напредъка на изкуствения интелект и иновативните технологии. Младата изследователка от Висшето училище по телекомуникации и пощи ас. инж. Любена Начева-Григорова се изправя пред огнената стихия не с вода и с маркучи, а използвайки невронни мрежи.
С помощта на дълбочинно обучение и по-специално конволюционни невронни мрежи тя разработва модел, който може да разпознава изображения с пожари и да алармира в реално време. Работата ѝ е повече от навременна – в момент, когато светът отчита рекордни температури, суша и засилена опасност от пожари.
Любена Начева-Григорова е aсистент във Висше училище по Телекомуникации и пощи. Докторант е с тема на дисертация: “Модел на Интелигентна система за обработка на пространствени данни за оценка на поражения от природни бедствия”. Работи с програмни езици: JavaScript, Python, C#.
Има интереси в областта на машинно и дълбочинно обучение, пространствени данни и географски информационни системи, мрежи и мрежова сигурност.
Автор е на научни разработки в областта на пространствените данни, обработка на пространствени данни с машинно и дълбочинно обучение, изкуствен интелект и интелигентни системи за обработка на данни от поражения от природни бедствия, класификация на поражения от пожари.
Какво Ви вдъхнови да насочите научната си работа към темата за горските пожари и изкуствения интелект?
В днешни дни развитието на Географските информационни системи (ГИС) и изкуствения интелект все повече намират приложение във всички дейности от човешкия живот. Една от областите, в която са най-полезни, е борбата с природни бедствия, където навременната и адекватна реакция е от изключителна важност. За научната ми разработка ме вдъхнови това, че мога да покажа как развитието на информационните технологии и в частност дистанционното наблюдение и изкуственият интелект, са изключително полезни в нашия живот. Горските пожари са едно от най-опасните природни бедствия и последните години има тенденция за тяхното увеличаване. Чрез това изследване се показва начин за навременно локализиране на възникващи пожари.
Как работи този модел – как една невронна мрежа „разбира“ дали на изображението има пожар или не?
Конволюционната невронна мрежа е вид невронна мрежа, която е специализирана в работата с изображения. След нейното обучение, тя обработва дадено изображение пиксел по пиксел и може да определи дали има наличие на даден обект или не в изображението. По този начин обучих модела да работи с изображения от пожари. Така невронната мрежа дори и в реално време е способна да даде отговор за наличие на пожар на дадена територия.
Какви са най-големите предимства от използването на такива системи в реално време?
Най-големите предимства са възможността за адекватна и бърза реакция, която помага за намаляване на щетите. Оценява се размерът на щетите без да се изпращат специалисти на опасни места.
Можем ли да очакваме автоматизирано известяване за пожари в близко бъдеще?
Да, абсолютно е възможно. Има дори вече разработени подобни системи. Автоматичното известяване може да бъде добавено и към конкретен софтуер или за дадена територия, която институциите могат да мониторират в реално време.
Колко точно е разпознаването на пожари от модела, който сте създали? Срещнахте ли трудности при обучението му?
Точността на модела е с прецизност 0.9265. Най-големите трудности при работата с пространствени данни е тяхното осигуряване. За да се обучи такава невронна мрежа е необходим огромен обем от данни, които се осигуряват трудно.
Откъде се взимат изображения на пожари?
Изображения от пожари могат да бъдат взети от източници за дистанционно наблюдение на Земята – сателити и дронове. Основните сателити, които са специализирани в заснемането на такива изображения са мисиите на Европейската Космическа Агенция – Sentinel и по-специално Sentinel 2. Добър източник на такива данни са и мисиите на Landsat.
В каква степен виждаш това решение приложимо в България, където проблемът с горските пожари вече е сериозен?
Невронните мрежи и сигнализирането в реално време при възникване на пожари е изключително приложимо и на Балканския полуостров, в частност и в България, където проблемът с пожарите става все по-актуален. Такива системи биха били от изключителна полза на службите за противопожарна безопасност в страната ни.
Конволюционните мрежи в какви други области се използват?
Основните приложения на конволюционните невронни мрежи са:
- Разпознаване на изображения и видео
- Мониторинг на околната среда
- Обработка и работа с естествен език, реч
- Медицинска образна диагностика
- Автономни превозни средства
- Финансови услуги
- Индустриална автоматизация
- Киберсигурност
- Космически изследвания
- Развитие на селското стопанство
