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L'apprendimento approfondito Dell Technologies mette in condizione volontari di tutto il mondo di proteggere la Grande barriera corallina

La nuova tecnologia di apprendimento approfondito consente attività informate di conservazione mentre Citizens of the Great Barrier Reef lancia la piattaforma di analisi di nuova generazione del censimento Great Reef Census

Di Dell Technologies | 24 maggio 2023
Dell Technologies ha lanciato un nuovo modello di tecnologia di apprendimento approfondito, in collaborazione con l'organizzazione Citizens of The Great Barrier Reef, che consentirà a cittadini scienziati di tutto il mondo di analizzare in modo più rapido e accurato le immagini che verranno raccolte tramite perlustrazioni della Grande barriera corallina durante la prossima fase del censimento Great Reef Census (GRC).

La piattaforma GRC di ultima generazione usa l'apprendimento approfondito per identificare rapidamente le condizioni della barriera, permettendo un'attività di conservazione più tempestiva. Una soluzione Dell all'avanguardia già implementata in passato sui natanti consente il caricamento automatico dei dati direttamente nel modello di apprendimento approfondito tramite una rete mobile per l'acquisizione di immagini in tempo reale. Questa tecnologia di apprendimento approfondito renderà possibili attività informate di conservazione della Grande barriera e potenzierà contemporaneamente le capacità del censimento GRC accelerando l'analisi delle immagini che in precedenza era condotta esclusivamente da volontari.
Dell Technologies + Reefs
We partnered with Australian based Citizens of the Great Barrier Reef to create a Dell AI solution, accelerated by #IntelXeon to transform reef analysis and conservation, helping them scale to new depths in their mission and in the ocean.
"La Grande barriera corallina è il maggiore ecosistema al mondo, più grande dell'Italia e visibile dallo spazio", ha affermato Andy Ridley, Amministratore delegato e fondatore di Citizens of the Great Barrier. "Alcune minacce, come lo sbiancamento e una densa popolazione di stelle corone di spine che si nutrono di coralli, hanno danneggiato grandi sezioni del delicato ecosistema della Grande barriera corallina. Comprendere le interazioni della barriera è fondamentale per poterne indirizzare le attività di gestione e conservazione. In passato, i ricercatori hanno potuto monitorare solo il 5-10% circa delle 3.000 barriere singole e questo ha reso arduo prendere decisioni informate per la conservazione".

Per fare fronte alla necessità di una documentazione più ampia, il censimento GRC ha arruolato i visitatori per ottenere migliaia di immagini provenienti dalla perlustrazione di centinaia di siti della Grande barriera corallina. Successivamente, volontari da tutti il mondo, detti "cittadini scienziati", classificano le immagini in base alla conformazione marina e allo stato di salute della barriera. Questi dati consentono ai ricercatori della University of Queensland (UQ) e della James Cook University (JCU) di fornire pareri al team di gestione delle stelle corone di spina della Grande barriera corallina e alle aziende del turismo, che successivamente danno la priorità alle attività di conservazione immediata della barriera.

Il nuovo modello di apprendimento approfondito Dell accelera questo processo, consentendo ai cittadini scienziati di supportare attività di ripristino tempestive nelle aree che ne hanno più bisogno e nei periodi critici dell'anno, come la stagione germinativa annuale.

Questo modello si basa sul successo precedente

Per le operazioni in mare del censimento GRC, Dell ha sviluppato una soluzione all'avanguardia basata su dispositivi più robusti uniti a una rete mobile per il trasporto sulle imbarcazioni per fornire uno storage delle immagini in tempo reale e il loro caricamento automatico al ritorno sulla terraferma. I cittadini scienziati hanno etichettato le immagini disegnando i confini tra segmenti appartenenti a diverse categorie.

L'analisi manuale di oltre 13.000 immagini ha richiesto molto tempo ai cittadini scienziati e ha generato errori. Il secondo censimento GRC ha fornito 42.000 immagini, un incremento significativo rispetto al censimento precedente. Per l'analisi di un tale volume di immagini era necessaria una tecnologia, un modello di apprendimento approfondito, che fosse scalabile per supportare l'aumento di data set previsto in futuro. Grazie al modello di apprendimento approfondito, i visitatori, durante la loro permanenza, possono scattare una foto della barriera e caricarla sul portale del censimento, a gestione centralizzata. Il modello di apprendimento approfondito rileva i segmenti in modo più rapido e preciso rispetto al tracciamento manuale dei confini. Ora, i cittadini scienziati potranno limitarsi a etichettare le specie di coralli basandosi sui confini così rilevati.

L'analisi basata sull'apprendimento approfondito richiede meno di un minuto per foto anziché i sette o otto minuti delle fasi precedenti. Se durante il primo censimento GRC sono state necessarie 1.516 ore per esaminare 13.000 immagini, il nuovo modello può analizzare lo stesso data set in meno di 200 ore, consentendo ai cittadini scienziati di concentrarsi sull'attività più importante di etichettatura.

Il modello di segmentazione semantica basato sull'apprendimento approfondito è supportato da un sistema accelerato di unità di elaborazione grafica (GPU) Dell High Performance Computing (HPC), che addestra il modello stesso, e da un sistema Dell PowerScale per l'archiviazione dei dati. La piattaforma di elaborazione sulla terraferma include server Dell PowerEdge che supportano un cluster di addestramento AI e vari motori di inferenza AI.

Dell ha collaborato con esperti dell'ambiente marino per ridurre le 144 categorie di organismi della barriera in cinque classi fondamentali per la conservazione, consentendo al modello di apprendimento approfondito di segmentare in modo efficiente e accurato ogni corallo ritratto dalle immagini in categorie.

Questa soluzione all'avanguardia e il modello di apprendimento approfondito Dell sono ripetibili e scalabili. Il fondatore di Citizens of the Great Barrier Reef, Andy Ridley, prevede di ampliare il censimento GRC, basato sulla soluzione tecnologica Dell, ad altre barriere a livello globale. I primi siti sperimentali al di fuori dell'Australia saranno in Indonesia.

Attraverso la collaborazione con il team di data science di Singapore, il modello selezionato è stato perfezionato e testato costantemente da una vasta community per garantire il raggiungimento degli standard di benchmarking. Gli esperti Dell hanno addestrato il modello con SegNet, un modello di segmentazione semantica con circa 30 milioni di parametri. SegNet ha costituito un modello affidabile di apprendimento approfondito, che continuerà a migliorare man mano che verrà addestrato con altri dati.
Un approccio collaborativo alla conservazione

Il censimento GRC è una vera e propria partnership tra il team di Citizens of the Great Barrier Reef, Dell, i ricercatori delle università UQ e JCU, Sahaj Software Solutions e i cittadini scienziati che offrono la propria esperienza.

Il team di Citizens of the Great Barrier Reef e il progetto di cui fa parte Dell Technologies saranno presentati in un documentario di Stan, che verrà rilasciato a giugno 2023.

Andy Ridley, Amministratore delegato fondatore di Citizens of the Great Barrier Reef, ha dichiarato: "Questo modello rivoluzionario può aiutarci a coinvolgere centinaia di migliaia di persone nel censimento Great Reef Census e nella conservazione della Grande barriera corallina. Unire le forze dei cittadini scienziati e della tecnologia di apprendimento approfondito è un passo fondamentale per l'ampliamento delle attività di conservazione di cui abbiamo bisogno nel 21° secolo".

Il professor Peter Mumby, ecologo di barriere coralline presso la University of Queensland, ha affermato: "Poiché è stato studiato ponendo al centro i cittadini e una tecnologia di altissimo livello, il censimento Great Reef Census sta fornendo informazioni tempestive ai responsabili delle decisioni che pianificano le attività di controllo delle stelle corone di spine che contribuiranno al ripristino della barriera corallina".

La dottoressa Katie Chartrand della James Cook University ha dichiarato: "Il censimento Great Reef Census eccelle nel fornire dati perlustrativi su vasta scala che sarebbe complicato ottenere per qualsiasi altro programma. Esso integra le attività di monitoraggio esistenti, colmando le lacune nei dati critici e puntando a barriere che non rientrano nei programmi a lungo termine attuali. Si tratta di un aspetto cruciale perché ci troviamo ad affrontare cambiamenti di anno in anno in tutta la Grande barriera corallina".

Angela Fox, Senior Vice President e Managing Director Dell Technologies per la regione Australia e Nuova Zelanda, ha dichiarato: "Il cambiamento climatico richiede che tutti agiamo. Dell Technologies definisce obiettivi misurabili in ambito ambientale, sociale e di governance e collabora con organizzazioni caratterizzate dalla stessa passione e prontezza. Il primo censimento Great Reef Census ci ha permesso di sviluppare una soluzione tecnologica che ha contribuito all'acquisizione di dati inestimabili in tempo reale. In questa nuova fase della nostra innovativa partnership con Citizens of the Great Barrier Reef abbiamo sfruttato la potenza dell'apprendimento approfondito per ampliare le attività di conservazione del team e accedere rapidamente a dati di qualità per aiutarli nella corsa alla tutela di una delle nostri tesori naturali più preziosi a livello nazionale e globale".

Informazioni su Dell Technologies

Dell Technologies (NYSE:DELL) aiuta aziende e privati a creare il proprio futuro digitale e a trasformare il proprio modo di lavorare, esistere e interagire. L'azienda fornisce ai clienti il portafoglio di tecnologie e servizi più ampio e innovativo del settore per l'era dei dati.

Informazioni su Citizens of the Great Barrier Reef

Citizens of the Great Barrier Reef è un'organizzazione del 21° secolo per la conservazione, attiva in tutta la Grande barriera corallina. Coniugando un team scientifico all'avanguardia a un'azione significativa dei cittadini e all'innovazione digitale, l'organizzazione si prefigge di promuovere attività di conservazione della barriera supportate dalle persone, che possano essere ampliate per affrontare le crescenti minacce che le barriere coralline devono affrontare in tutto il mondo. Il team di Citizens offre un'ampia gamma di competenze, da comunità con una relazione millenaria con la barriera corallina e da persone di tutto il mondo accomunate dalla determinazione a preservare e proteggere questa emblematica meraviglia naturale per le generazioni future.

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