ESA en IBM lanceren TerraMind AI-model voor bescherming van de aarde

TerraMind is een zogenaamd ‘foundation model’ dat grote hoeveelheden data over onze planeet verkent door middel van zelflerend vermogen. Door verschillende soorten aardobservatiedata te combineren, kan het nauwkeurige antwoorden geven op vragen over klimaat en natuur. Van het opsporen van methaanlekken tot het volgen van veranderingen in bossen en landgebruik, TerraMind is ontwikkeld om een sleutelrol te spelen in het aanpakken van actuele milieu-uitdagingen.

Een belangrijk kenmerk van TerraMind is zijn vermogen om aardobservatiebeelden te analyseren met volledig begrip van de ruimtelijke context. Waar traditionele AI-modellen voor beeldanalyse misleid kunnen worden door ‘lookalikes’ zoals schaduwen die op aardverschuivingen lijken of wegen die op rivieren lijken, kan TerraMind verder kijken dan individuele pixels.

Het model is ‘multimodaal’, wat betekent dat het verschillende soorten data kan verwerken, waaronder topografie, landgebruik, hoogte en geolocatie, in combinatie met satellietbeelden van onder andere de Copernicus Sentinel-1 (radar) en Sentinel-2 (optisch). Het is getraind op een dataset van meer dan negen miljoen wereldwijd verspreide samples, die acht verschillende datatypes omvatten.

Data

Naast efficiëntie en nauwkeurigheid beschikt TerraMind over generatieve capaciteiten. Het kan kunstmatige data creëren wanneer input ontbreekt, een veelvoorkomend probleem in remote sensing. Met een nieuwe aanpak genaamd ‘Thinking-in-Modalities’ kan TerraMind een reeks logische redeneerstappen doorlopen om een probleem op te lossen, terwijl het tegelijkertijd nieuwe data genereert.

In benchmarktests presteerde TerraMind beter dan andere AI foundation modellen voor aardobservatie. Bovendien verbruikt het tot tien keer minder rekenkracht dan wanneer voor elk datatype afzonderlijke modellen worden gebruikt. TerraMind is een echt ‘made-in-Europe’ product, getraind met de infrastructuur en expertise van het Jülich Supercomputing Centre en volledig ontwikkeld door Europese onderzoekers en ingenieurs.

Analyse

Juan Bernabé-Moreno, directeur van IBM Research (VK en Ierland) en IBM's Accelerated Discovery Lead voor Klimaat en Duurzaamheid, legt uit: "TerraMind is een AI-model dat is getraind om onze planeet te begrijpen via satellietdata, landvormen en andere belangrijke oppervlaktekenmerken. In plaats van alleen beelden te analyseren, bouwt het een dieper, meer intuïtief begrip van de systemen van de aarde op."

Nicolas Longépé, Earth Observation Data Scientist bij ESA’s Φ-lab en technisch verantwoordelijke voor TerraMind, benadrukt: "TerraMind kan satellietbeelden op een slimme, krachtige manier begrijpen, waardoor het uitermate geschikt is voor het volgen van grootschalige gebeurtenissen op aarde. Het is getraind op veel data en gebouwd met nieuwe technologie die het helpt om het grote geheel te zien."