Projekt EDDA: Razvoj AI softvera za učinkovitu humanitarnu pomoć u područjima prirodne katastrofe

9. ožujka 2022. – U katastrofi, bilo da se radi o potresu, poplavi ili uraganu, svaka sekunda je važna kako bi humanitarna pomoć došla do onih kojima je potrebna. Ekipe civilne zaštite i humanitarne pomoći pod ogromnim su vremenskim pritiskom kako bi se snašle u devastiranim područjima i pomogle potrebitima, u što smo se uvjerili i kod nedavnih razornih potresa koji su pogodili Zagreb i Petrinju. Kako bi humanitarna pomoć bila učinkovitija i ubrzala obnovu stabilne infrastrukture, Oikon se udružio s vodećim njemačkim institutom za industrijsku matematiku – Fraunhofer ITWM kako bi razvio softver koji koristi umjetnu inteligenciju (AI) za automatsku analizu snimaka bespilotnih letjelica u stvarnom vremenu.

U analizama posljedica katastrofe, procjenama prouzročene štete i broja pogođenih ljudi često se koriste satelitske snimke. Međutim, zbog specifičnosti daljinskog istraživanja pomoću satelita, potrebno je puno vremena da se ti podaci prikupe, obrade i analiziraju, a svaka je sekunda dragocjena. Za određivanje teško pogođenih područja koja zahtijevaju neposrednu pomoć i pronalaske mogućih putova spašavanja, potrebne su brze metode in-situ snimanja. Pomoć može biti poslana u slabo naseljena područja, dok na drugim područjima ljudi uzalud čekaju pomoć koja im može spasiti živote. Neke humanitarne organizacije, poput Svjetskog programa za hranu Ujedinjenih naroda (WFP), stoga koriste bespilotne letjelice za snimanje kriznog područja iz zraka. Prvi timovi na lokaciji potom pregledavaju stotine fotografija i spajaju ih kako bi stvorili cjelokupnu sliku. To traje satima, pa se gubi dragocjeno vrijeme prije nego što spasilački timovi s opremom i zalihama stignu na odredište.

Oikon i Fraunhofer ITWM zajednički razvijaju softver za obradu snimaka iz zraka pomoću računalnog vida i GIS algoritama koji znanstvenicima pomažu u ubrzavanju procjena snimaka dronom, kako objašnjava Markus Rauhut, voditelj Odjela za obradu slika u institutu Fraunhofer ITWM: „Razvijamo softver koji koristi umjetnu inteligenciju za automatsku procjenu snimaka dronom u stvarnom vremenu. Zove se EDDA (Učinkovita humanitarna pomoć putem inteligentne analize slike). Budući da će raditi bez internetske veze i na standardnim prijenosnim računalima, aplikacija će raditi i u devastiranim područjima bez infrastrukture.”

Potpuno automatizirana analiza sastoji se od algoritama za obradu slike i GIS transformacija u kombinaciji s dva modela dubokog učenja, modelom segmentacije građevine i modelom klasifikacije oštećenja građevine. Model segmentacije građevine je FPN mreža s okosnicom Efficientnet-b2 obučenom na kombinaciji podataka iz Open Cities AI Challenge i SpaceNet 4: Off-Nadir Buildings skupova podataka. Klasifikacija oštećenja zgrada predviđa se korištenjem VGG 16 mreže obučene na podacima prikupljenim i označenim tijekom radionice daljinskog istraživanja WFP-a u Mozambiku. Ovi se modeli trenutačno poboljšavaju i integriraju u softver koji je brz i jednostavan za korištenje. Kako bi se to postiglo, softversko rješenje EDDA koristi prethodnu obradu slike, naknadnu obradu GIS-a i vizualizaciju podataka.

Dodatno, ono što EDDA softver čini jedinstvenim je način na koji se obučeni modeli mogu ugraditi. Definiranjem minimalnog primjera rada i potrebnih inputa, model se može pokrenuti kroz aplikaciju na pregledniku, a rezultati vizualizirati u geografskom okruženju, pri čemu je većina koraka naknadne obrade već implementirana, učinkovito karakterizirajući aplikaciju kao modularnu.

“Cilj projekta EDDA je razviti jednostavan i lagan sustav za dobivanje vrijednih informacija s pogođenih područja za planiranje logistike. Ideja je koristiti bespilotne letjelice za snimanje područja katastrofe i korištenje snimaka za izradu ortofoto podloga kao ulaznih podataka za EDDA aplikaciju, koja zatim otkriva uništenu infrastrukturu i daje procjenu o tome koliko je ljudi u opasnosti, određuje područja visokog rizika na temelju materijalne štete i prikazuje ih na karti. To je spasilačkim i humanitarnim ekipama vrlo korisno za odabir prioritetnih područja i planiranje logistike”, objašnjava Branimir Radun, voditelj Zavoda za upravljanje prirodnim resursima u Oikonu.

Fraunhoferov tim analizira i prilagođava algoritme za obradu slike, dok je Oikonov tim razvio aplikaciju koja te algoritme pokreće. U svim razvojnim procesima i testiranjima sudjelovao je i WFO.

Prototip je spreman i u fazi je testiranja. Trenutačno pruža pouzdane informacije o stanju građevina na području prirodne katastrofe, a budući razvoj usmjeren je na proširenje analize na druge elemente infrastrukture kao što su ceste i mostovi. Očekuje se da će softver biti spreman za korištenje do kraja ove godine.

Projekt EDDA podržava Zaklada Fraunhofer i kao projekt društveno-odgovornog poslovanja nije komercijalne prirode. Softver će biti doniran WFO-u i nekoliko drugih timova za hitne slučajeve i humanitarnim organizacijama diljem svijeta.

Oikon d.o.o.
Oikon d.o.o.