NASA的人工智能和開放科學努力如何應對氣候變化

2023 年，NASA 與 IBM Research 合作創建了 AI 地理空間基礎模型(geospatial foundation model)。 該模型基於 NASA 廣泛使用的大量統一 Landsat 和 Sentinel-2 (HLS) 數據進行訓練，爲應對環境挑戰的各種人工智能研究提供了基礎。 爲了符合開放科學原則，該模型可供任何人免費訪問。

基礎模型作爲基線，科學家可以開發各種應用程序，從而實現強大而高效的解決方案。 NASA 首席科學數據官辦公室 (OCSDO) 的數據科學主管 Manil Maskey 解釋道：“基礎模型只知道數據中代表的內容。” “它就像一把瑞士軍刀，可以用於多種不同的事情。”

創建基礎模型後，可以使用少量數據對其進行訓練以執行特定任務。 迄今爲止，跨機構實施和先進概念團隊 (IMPACT) 與合作者已經通過微調地理空間基礎模型來展示其功能，以檢測林火“傷痕”、描繪洪水以及對農作物和其他土地利用類別進行分類。

“爲了大規模建立一個基礎模型，我們很早就意識到，由一個機構來建立它是不可行的，”馬斯基說。 “我們在基礎模型上所做的一切都向公衆開放，從預訓練數據、代碼、最佳實踐、模型權重、微調訓練數據到發佈。 由於具有透明度，因此研究人員可以追蹤爲什麼在數據或模型架構方面使用某些東西。”

繼地理空間基礎模型取得成功之後，NASA 和 IBM 研究中心繼續合作，爲天氣和氣候研究創建一個新的、類似的模型。 他們正在與橡樹嶺國家實驗室 (ORNL)、NVIDIA 和幾所大學合作，將這一模型變爲現實。

這次的主要數據集將是現代時代研究和應用回顧分析第 2 版 (MERRA-2)，這是從 1980 年至今的大氣再分析數據的巨大集合。 與地理空間基礎模型一樣，天氣和氣候模型正在採用開放科學方法開發，並將在不久的將來向公衆開放。

涵蓋地球科學的各個方面需要幾個在不同類型的數據集上訓練的基礎模型。 然而，馬斯基相信，這些未來的模型有一天可能會合併成一個綜合模型，形成地球的“數字雙胞胎”，爲各種氣候和環境事件提供無與倫比的分析和預測。無論未來出現什麼創新，NASA 和 IBM 的地理空間和氣候基礎模型都將使地球科學實現前所未有的飛躍。 儘管強大的人工智能工具將增強研究人員的工作，但該團隊對開放科學的奉獻讓任何人都可以將這些工具付諸實踐，從而增強了發現的可能性，併爲突破性研究鋪平了道路，以幫助更好地照顧地球。

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參考[1]https://science.nasa.gov/earth/ai-open-science-climate-change/[2]https://www.earthdata.nasa.gov/news/impact-ibm-hls-foundation-model[3]https://huggingface.co/ibm-nasa-geospatial