La Universidad Estatal de Carolina del Norte ayuda a reducir el efecto del cambio climático con IA

El impacto del cambio climático se puede sentir en todo el mundo y de diversas maneras: desde veranos más largos y más calurosos hasta el aumento de la acidez del océano y la desaparición del hielo marino; pero tal vez la consecuencia más alarmante es el gran impacto en el suministro mundial de agua y alimentos. La agricultura representa alrededor de un 70% del consumo mundial de agua potable, pero las variaciones de temperatura y lluvias en todo el mundo están exacerbando la posibilidad de sequías e inundaciones en todo el mundo. Incluso los cambios ambientales más pequeños se pueden sentir en la cadena de producción agroalimentaria.

El programa de investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, en colaboración con Lenovo, se dedica activamente a abordar los efectos del cambio climático en el ecosistema agropecuario.

Para ayudar a reducir la interrupción de la producción alimenticia, es fundamental que los agricultores puedan prepararse para las regiones previstas que experimentarán sequías (o inundaciones) que afectarán de manera negativa al crecimiento de los cultivos. Liderado por el Dr. Ranga Raju Vatsavai, profesor adjunto en el departamento de ciencias informáticas y director adjunto del Centro de análisis geoespacial, el equipo de investigación de la universidad aprovecha la tecnología innovadora de análisis de imágenes geoespaciales para localizar geográficamente y controlar los terrenos de cultivo e identificar de manera preventiva zonas locales que se verán afectadas por inundaciones o sequías.

El Dr. Vatsavai y su equipo empiezan por recolectar y procesar datos geoespaciales importantes de satélites y sensores. Las imágenes de muy alta resolución a nivel mundial constituyen más de 500 trillones de observaciones multidimensionales (pixeles) que luego se tienen que clasificar y analizar para que el equipo pueda conocer mejor los patrones de crecimiento de cultivos. El problema computacional se agrava por la necesidad de analizar petabytes de datos climáticos para comprender los efectos del cambio climático (como inundaciones y sequías) en los sistemas de abastecimiento de agua y alimentos. El proceso de trabajo de análisis de datos del equipo de investigación requiere recursos computacionales de alta gama debido a la complejidad algorítmica de los métodos de inteligencia artificial, tales como el aprendizaje basado en múltiples instancias y el aprendizaje profundo, y las necesidades de E/S que derivan de los macrodatos.

Ejemplos de baja resolución, resolución media y alta resolución de datos de teledetección

La universidad necesita una infraestructura técnica subyacente potente para soportar los algoritmos de aprendizaje profundo que procesan esta gran cantidad de datos geoespaciales con mucha rapidez. La falta de potencia informática de amplio alcance en el Laboratorio informático y de análisis espaciotemporales y el Centro de análisis geoespaciales en la Universidad Estatal de Carolina del Norte ha limitado la capacidad de los estudiantes y los investigadores para aprovechar los problemas avanzados de aprendizaje automático para los macrodatos espaciotemporales.

Para solucionar este problema, Lenovo ofrece acceso a uno de sus Centros de Innovación en inteligencia artificial de Lenovo que abrió recientemente en Morrisville, Carolina del Norte. El Centro de innovación ofrecerá infraestructura optimizada con IA para procesar miles de millones de puntos de datos en horas que, de otro modo, le llevarían a la Universidad Estatal de Carolina del Norte alrededor de un año y muchos gastos de operación para establecer y mantener.

“Sin un medio para procesar nuestros grandes datos geoespaciales, no podemos promover nuestros métodos de investigación para predecir tendencias agrícolas y los efectos adversos de las sequías y otros efectos del cambio climático. Nuestra asociación con Lenovo le da sentido a estos datos con potencia informática avanzada que nos permite utilizar el aprendizaje profundo, el aprendizaje automático y la IA para prevenir efectos negativos en la cadena de producción alimenticia, sin tener que preocuparnos por la fiabilidad y el rendimiento del equipo de hardware al final”, dice el profesor de la universidad, el Dr. Ranga Raju Vatsavai.

Durante los próximos 12 meses, el centro de innovación en IA de Lenovo le proporcionará a la universidad el acceso a informática líder en la industria y recursos de asesoramiento experto que pueden convertir los datos geoespaciales en conocimientos útiles que luego pueden compartir con agricultores locales y expertos en agricultura para predecir zonas de sequía y prepararse adecuadamente para cualquier daño.

Conjuntamente, con tecnologías como el análisis de imágenes geoespaciales para predecir futuras tendencias, Lenovo y la Universidad Estatal de Carolina del Norte pueden contribuir a limitar los efectos del cambio climático en el suministro de agua y alimentos.

Obtén más información sobre los centros de innovación en inteligencia artificial de Lenovo aquí.