如何通過(guò)人工智能的發(fā)展應(yīng)對(duì)環(huán)境變化

世界對(duì)大氣和海洋現(xiàn)象及其影響的準(zhǔn)確，可用的預(yù)測(cè)的需求從未如此強(qiáng)烈。氣候變化正在影響天氣模式，海平面上升，使越來(lái)越多的人面臨環(huán)境災(zāi)害的危險(xiǎn)。同時(shí)，來(lái)自衛(wèi)星平臺(tái)，手機(jī)，聯(lián)網(wǎng)車(chē)輛和許多其他來(lái)源的建模系統(tǒng)和地球觀測(cè)的數(shù)量和質(zhì)量正在急劇增加，提供了大量的數(shù)據(jù)，以至只有自動(dòng)化智能系統(tǒng)才能充分利用他們。

在確保健康和安全的同時(shí)，在有限的環(huán)境資源方面改善社會(huì)的長(zhǎng)期可持續(xù)性是一個(gè)“ 邪惡的問(wèn)題 ”，這個(gè)術(shù)語(yǔ)是用來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界中具有嚴(yán)重社會(huì)后果的挑戰(zhàn)，不能通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)來(lái)研究，并且可以沒(méi)有明確的解決方案。要有效解決這一嚴(yán)重問(wèn)題，將需要新的人工智能(AI)方法來(lái)進(jìn)行知識(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)，該方法由研究和企業(yè)涉及的多個(gè)部門(mén)之間的融合協(xié)作驅(qū)動(dòng)。

合作挖掘AI的潛力

目前，在地球系統(tǒng)的數(shù)值模型中僅使用了不到5%的可用環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)。更好地利用附加數(shù)據(jù)的模型，對(duì)于增進(jìn)我們對(duì)大氣和海洋現(xiàn)象及其影響的理解和預(yù)測(cè)能力，以及協(xié)助個(gè)人，企業(yè)和政府做出更好的決策以減少對(duì)人，生計(jì)，生態(tài)系統(tǒng)，和經(jīng)濟(jì)。

在整個(gè)觀察，預(yù)測(cè)和影響建模過(guò)程中，從預(yù)處理到后處理以及改進(jìn)預(yù)測(cè)，人工智能都已展示出其價(jià)值。借助圖形計(jì)算單元(GPU)和張量處理單元等最新的計(jì)算硬件創(chuàng)新以及AI方法本身的創(chuàng)新，AI有望通過(guò)開(kāi)發(fā)未開(kāi)發(fā)的環(huán)境觀測(cè)值和增強(qiáng)地球的功能來(lái)幫助我們利用大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的力量以經(jīng)濟(jì)有效的方式進(jìn)行系統(tǒng)建模。

開(kāi)發(fā)AI方法將徹底改變我們對(duì)各種環(huán)境現(xiàn)象的理解和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的能力，并在此過(guò)程中滿足社會(huì)的需求，這需要跨研究和運(yùn)營(yíng)部門(mén)做出一致的努力。每個(gè)部門(mén)都提供獨(dú)特的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，資源和觀點(diǎn)，通過(guò)深入合作，可以帶來(lái)協(xié)同和實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。

從廣義上講，學(xué)術(shù)界提供了豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和研究計(jì)劃，借助政府或行業(yè)的資助，他們可以將精力集中在問(wèn)題上多年。學(xué)術(shù)界還培訓(xùn)新一代的科學(xué)家，工程師和決策者。當(dāng)學(xué)生發(fā)展適當(dāng)?shù)目鐚W(xué)科知識(shí)和技能并獲得動(dòng)手解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，行業(yè)和政府都將從中受益。

為了實(shí)現(xiàn)環(huán)境和公共衛(wèi)生目標(biāo)，政府應(yīng)制定和執(zhí)行以環(huán)境科學(xué)為依據(jù)的法律，政策和法規(guī)。他們?yōu)楸徽J(rèn)為對(duì)公共利益至關(guān)重要的科學(xué)研究與開(kāi)發(fā)提供長(zhǎng)期資金，并以其他方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的規(guī)模進(jìn)行協(xié)調(diào)。各國(guó)政府具有獨(dú)特的能力，可以部署大規(guī)模，長(zhǎng)期可操作的環(huán)境傳感系統(tǒng)，例如雷達(dá)，衛(wèi)星和浮標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。在氣象企業(yè)內(nèi)部，聯(lián)邦政府還雇用和培訓(xùn)預(yù)報(bào)員，并且主要負(fù)責(zé)發(fā)布監(jiān)視和警告。

私營(yíng)部門(mén)具有廣泛的影響力和利潤(rùn)動(dòng)機(jī)，可以迅速開(kāi)發(fā)和實(shí)施新技術(shù)，以幫助人們，組織和政府做出更好的決策。與其他部門(mén)相比，私營(yíng)部門(mén)通?？梢愿斓匾苿?dòng)并且具有更大的靈活性，這可以加快適應(yīng)速度。但是，這種敏捷性通常是由季度財(cái)務(wù)報(bào)告驅(qū)動(dòng)的，這可能使得很難將內(nèi)部資源投入到可能需要數(shù)年才能成熟的冗長(zhǎng)的研究項(xiàng)目中。與學(xué)術(shù)界和政府合作可以使工業(yè)界發(fā)現(xiàn)具有較高實(shí)用價(jià)值的問(wèn)題，為外部研究和開(kāi)發(fā)提供資金和指導(dǎo)，并采用經(jīng)證明具有重要價(jià)值和廣泛用途的產(chǎn)品。許多私營(yíng)公司還可以為合作者提供訪問(wèn)獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)和計(jì)算資源的權(quán)限。