นักวิจัย MIT สร้าง “AI” จำลองภาพน้ำท่วม เปลี่ยนภาพดาวเทียมให้เห็นชัดได้ว่าจะท่วมตรงไหนและอย่างไร

นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ หรือเอ็มไอที (Massachusetts Institute of Technology: MIT) ในสหรัฐอเมริกา พัฒนาระบบปัญญาประดิษฐ์ที่สามารถ "สังเคราะห์ภาพจำลอง" (Generated Image) จากภาพถ่ายดาวเทียม เพื่อแสดงให้เห็นว่าพื้นที่ใดบ้างจะได้รับผลกระทบ หากเกิดเหตุการณ์น้ำท่วม โดยหวังให้ประชาชนในพื้นที่มองเห็นภาพ และตัดสินใจอพยพได้ทันท่วงที

AI สร้างภาพจำลองน้ำท่วมจากสหรัฐอเมริกา

ระบบ AI ดังกล่าวเรียกว่า อีไออี (EIE: Earth Intelligence Engine) ใช้พื้นฐานจากระบบการสร้างภาพที่เรียกว่า แกน (GAN: Generative Adversarial Network) ซึ่งเป็นระบบที่แบ่งการทำงานเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกคือการเรียนรู้และถอดความหมายจากภาพถ่ายดาวเทียมของเหตุการณ์น้ำท่วมที่เกิดขึ้นจริง กับส่วนที่ 2 คือการเรียนรู้ที่จะสังเคราะห์ภาพเหตุการณ์น้ำท่วมจำลองในมุมภาพถ่ายดาวเทียม โดยอิงจากข้อมูลของส่วนแรก

หรือโดยพื้นฐานแล้ว ระบบ EIE คือการเรียนรู้จากภาพถ่ายดาวเทียมช่วงเวลาที่เกิดน้ำท่วม เพื่อให้ AI เรียนรู้ว่าภาพน้ำท่วมคืออะไร จากนั้น AI จึงพยายามสังเคราะห์ภาพให้เหมือนกับภาพจริงมากที่สุด พร้อมกับเรียนรู้ว่าควรสร้างภาพอย่างไรไปพร้อมกัน

อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่เกิดขึ้นของการสร้างภาพด้วย AI คือการสร้าง “ภาพหลอน” (hallucination) ยกตัวอย่างเช่น ภาพ AI ที่สร้างภาพมือมนุษย์นั้นสมจริงมาก แต่มือกลับมี 6 นิ้ว ในกรณีของ EIE สร้างภาพน้ำท่วมที่ในตอนแรกดูสมจริงมาก แต่พอดูรายละเอียดแล้ว จะเห็นว่าน้ำท่วมในระดับท่วมสูงถึงภูเขา ซึ่งเป็นไปไม่ได้ 

เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว ทีมนักวิจัยจึงได้เติมปัจจัยและองค์ความรู้ทางฟิสิกส์ให้กับระบบ EIE เช่น เส้นทางพายุ รูปแบบคลื่นซัดฝั่ง (Storm surge) รวมไปถึงกลศาสตร์ของไหล รูปแบบน้ำท่วมที่เคยเกิดขึ้นจริง ฯลฯ ที่เกี่ยวข้อง เพื่อให้ EIE เรียนรู้ในการสร้างภาพบนพื้นฐานฟิสิกส์ที่เป็นจริง และกำจัดการสร้างภาพหลอน ซึ่งนับเป็นหัวใจที่สำคัญที่สุดของงานวิจัยนี้

ความน่าเชื่อถือของ AI สร้างภาพจำลองน้ำท่วมจากสหรัฐอเมริกา

ทีมวิจัยได้เปรียบเทียบกับภาพถ่ายดาวเทียมจากเหตุการณ์พายุเฮอริเคนฮาร์วีย์ (Hurricane Harvey) ที่ทำให้เกิดน้ำท่วมในหลายพื้นที่ของรัฐเท็กซัสและลุยเซียนาของสหรัฐอเมริกาเมื่อปี 2017 กับภาพที่ระบบ EIE สร้างขึ้นมา และผลลัพธ์ที่ได้คือภาพถ่ายดาวเทียมในช่วงเวลาน้ำท่วมที่จำลองนั้นสมจริงและน่าเชื่อถือ เมื่อเทียบกับชุดข้อมูลจริงจากเฮอริเคนฮาร์วีย์

AI สร้างภาพจำลองน้ำท่วม เพื่อเตือนให้ประชาชน "เห็นภาพ" และอพยพ

โดยเป้าหมายหลักของการพัฒนาระบบ EIE คือการทำให้ประชาชนเห็นภาพอนาคตที่จะเกิดขึ้นจากพายุ โดยเฉพาะน้ำท่วมที่สามารถสร้างความเสียหายต่อประชาชนถึงชีวิตได้ หากไม่มีการอพยพที่ทันท่วงที ทีมนักวิจัยจึงหวังให้ระบบ EIE จูงใจให้ประชาชนอพยพ โดยมีพื้นฐานจากภาพจำลองที่เชื่อถือได้

แม้ว่างานวิจัยนี้จะเป็นเพียงการพิสูจน์แนวคิด (proof-of-concept) ว่า AI สามารถนำมาใช้จำลองสภาพเหตุการณ์ภัยพิบัติที่น่าเชื่อถือได้ แต่ทางทีมวิจัยก็ยังจำเป็นต้องเพิ่มชุดข้อมูลจากเหตุการณ์น้ำท่วมในปีอื่น ๆ และภูมิภาคอื่น ๆ ทั่วโลกอีกเป็นจำนวนมาก เพื่อให้ระบบ EIE น่าเชื่อถือพอในระดับการตัดสินใจเชิงนโยบายจากภาครัฐในอนาคต

งานวิจัยดังกล่าวเปิดให้สาธารณชนนำไปใช้งานได้ฟรีทั่วโลกผ่านซอร์สโค้ด (Source-code) หรือชุดคำสั่งสำหรับการเรียกใช้งานบนกิตฮับ (Github) แพลตฟอร์มคอมมูนิตี (Community) สำหรับเหล่าโปรแกรมเมอร์ชื่อดัง รวมถึงเว็บไซต์ระบบ EIE เพื่อสาธิตผลลัพธ์ และตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการไอทริปเปิลอี (IEEE) เป็นที่เรียบร้อยแล้ว

ข้อมูล MIT News

ภาพ EIE