Από την παράκτια ζώνη μέχρι τη σκόνη της Σαχάρας: Το νέο εργαλείο του ΙΤΕ που «μιλά» απλά

Η υποχώρηση της ακτογραμμής, η διαδρομή των πλαστικών στη θάλασσα, η προστασία των παράκτιων μνημείων και η έγκαιρη προειδοποίηση για καύσωνες και επεισόδια σκόνης αποτελούν διαφορετικές όψεις μιας κοινής ανάγκης: οι φορείς που διαχειρίζονται το παράκτιο περιβάλλον να έχουν διαθέσιμη, κατανοητή και αξιοποιήσιμη επιστημονική πληροφορία πριν λάβουν αποφάσεις.

Σε αυτή την ανάγκη επιχειρεί να απαντήσει το ευρωπαϊκό πρόγραμμα AETHERIA, το οποίο συντονίζει το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), αξιοποιώντας την τεχνητή νοημοσύνη και τα ψηφιακά δίδυμα — ψηφιακές αναπαραστάσεις των συστημάτων που μελετώνται. Συνδυάζοντας δορυφορικά δεδομένα, μετρήσεις πεδίου και προγνώσεις ευρωπαϊκών φορέων, το έργο αναπτύσσει εργαλεία που θα απαντούν με απλά λόγια σε πρακτικά ερωτήματα: πόσο υποχωρεί μια ακτή, πού αναμένεται να καταλήξουν τα θαλάσσια απορρίμματα ή πότε οι περιβαλλοντικές συνθήκες γίνονται επικίνδυνες.

Η τεχνητή νοημοσύνη θα συμβάλλει τόσο στην ταχύτερη λειτουργία των μοντέλων όσο και στη μετατροπή των αποτελεσμάτων τους σε κατανοητές απαντήσεις. Στόχος είναι οι χρήστες να μπορούν να αξιοποιούν τις υπηρεσίες χωρίς εξειδικευμένη τεχνική γνώση και χωρίς να χρειάζεται να ερμηνεύουν μόνοι τους σύνθετους χάρτες και επιστημονικά δεδομένα.

Image

Το AETHERIA αναπτύσσει τέσσερα θεματικά ψηφιακά δίδυμα της παράκτιας ζώνης. Στη θαλάσσια περιοχή της Κρήτης και της Κύπρου, οι εφαρμογές αφορούν την παρακολούθηση της ακτογραμμής και της διάβρωσης, την εκτίμηση της κυματικής ενέργειας, την πρόγνωση της πορείας των θαλάσσιων πλαστικών, την προστασία παράκτιων μνημείων και την έγκαιρη προειδοποίηση για καύσωνες και επεισόδια σκόνης.

Οι υπηρεσίες σχεδιάζονται μαζί με τους φορείς που θα τις χρησιμοποιήσουν. Σε αυτό το πλαίσιο πραγματοποιείται σήμερα, Τετάρτη 7 Οκτωβρίου, στο ξενοδοχείο ibis στο Ηράκλειο, ημερίδα και εργαστήριο συν-σχεδιασμού, με αντικείμενο την καταγραφή των αναγκών της αυτοδιοίκησης, των λιμενικών αρχών, της πολιτικής προστασίας, των υπηρεσιών πολιτιστικής κληρονομιάς και άλλων φορέων.

Το ερώτημα προς τους συμμετέχοντες είναι συγκεκριμένο: ποια απόφαση για τη διαχείριση των παράκτιων συστημάτων καλούνται συχνά να πάρουν χωρίς να έχουν όλες τις πληροφορίες που χρειάζονται; Οι απαντήσεις τους θα συμβάλουν στη διαμόρφωση των εργαλείων του προγράμματος.

Νίκος Καμπάνης: Η πρόβλεψη να γίνεται χρήσιμη απάντηση για τον χρήστη

Τη σημασία του έργου περιγράφει ο Νίκος Καμπάνης, επικεφαλής του Εργαστηρίου Παράκτιας και Θαλάσσιας Έρευνας του ΙΤΕ, επισημαίνοντας ότι το AETHERIA έρχεται να καλύψει ένα κενό στη σύνδεση των ψηφιακών διδύμων της ξηράς και της θάλασσας.

Image

Όπως εξηγεί, η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει προχωρήσει στην ανάπτυξη ψηφιακών διδύμων για τα δύο αυτά πεδία. Η παράκτια περιοχή, όμως, παρουσιάζει ιδιαίτερες δυσκολίες, καθώς εκεί αλληλεπιδρούν ταυτόχρονα η ξηρά, η θάλασσα και η ατμόσφαιρα.

«Στην παράκτια ζώνη έχουμε ξηρά, θάλασσα και αέρα. Δηλαδή τρεις σημαντικούς παράγοντες που επιδρούν εκεί», αναφέρει χαρακτηριστικά.

Το έργο επιχειρεί να συνδέσει αυτά τα πεδία μέσα από θεματικά και τοπικά ψηφιακά δίδυμα. Η μελέτη διαφορετικών περιοχών θα επιτρέψει την ανταλλαγή μεθοδολογιών και τεχνογνωσίας, αλλά και την αξιοποίηση δεδομένων ώστε να εξεταστεί πώς ανταποκρίνονται οι μέθοδοι σε διαφορετικές συνθήκες.

Ένα βασικό ζητούμενο είναι η ανάπτυξη απλουστευμένων μοντέλων, τα οποία θα μπορούν να χρησιμοποιούνται και να τροφοδοτούνται με δεδομένα εύκολα, δίνοντας γρήγορες απαντήσεις με μικρότερο υπολογιστικό κόστος.

«Θέλουμε να έχουμε κάτι που να καλείται εύκολα, να τροφοδοτείται εύκολα με δεδομένα, να δίνει απαντήσεις εύκολα, γρήγορα, οικονομικά», σημειώνει ο κ. Καμπάνης.

Πάνω από τα επιμέρους μοντέλα θα λειτουργεί ένα επιπλέον επίπεδο παραγωγικής τεχνητής νοημοσύνης, της λεγόμενης Generative AI. Σύμφωνα με τον ίδιο, ο χρήστης θα θέτει ένα ερώτημα και το σύστημα θα τον βοηθά να το διαμορφώσει, θα ενεργοποιεί τα κατάλληλα μοντέλα και ψηφιακά δίδυμα και θα συνθέτει την απάντηση από τα αποτελέσματά τους.

Η επιδίωξη είναι η επιστημονική πρόγνωση να μετατρέπεται σε υπηρεσία που υποστηρίζει μια συγκεκριμένη δραστηριότητα. Ο κ. Καμπάνης χρησιμοποιεί ως παράδειγμα τις μετεωρολογικές πληροφορίες για τους αγρότες: αξία έχει και το τι σημαίνουν οι προβλεπόμενες συνθήκες για το ράντισμα, τη λίπανση ή άλλες γεωργικές εργασίες. Αντίστοιχη υποστήριξη επιδιώκεται για τις δραστηριότητες στη θάλασσα και την παράκτια ζώνη.

Στο ψηφιακό δίδυμο της θάλασσας της Κρήτης, που έχει ήδη δημιουργήσει η ομάδα και αξιοποιείται στο πρόγραμμα, έχουν βασιστεί διαφορετικές υπηρεσίες. Μία από αυτές αφορά τη διαδρομή ενός πλοίου μεταξύ δύο λιμανιών, με στόχο τη μικρότερη κατανάλωση καυσίμου και, συνεπώς, το μικρότερο αποτύπωμα άνθρακα.

Ένα ακόμη παράδειγμα είναι η υπηρεσία που βρίσκεται στα τελευταία στάδια ανάπτυξης για όσους κάνουν θαλάσσια αθλήματα στον Κουρεμένο Λασιθίου. Συνδυάζοντας τις περιβαλλοντικές συνθήκες με στοιχεία όπως η εμπειρία, η ηλικία και η κατάσταση της υγείας του αθλούμενου, επιδιώκει να παρέχει καθοδήγηση για τη δραστηριότητά του, με έμφαση στην ασφάλεια.

Αυτή είναι, κατά τον κ. Καμπάνη, η κατεύθυνση των ψηφιακών υπηρεσιών που θα υποστηρίζει η τεχνητή νοημοσύνη: απαντήσεις προσαρμοσμένες στον χρήστη και στη δραστηριότητα που θέλει να πραγματοποιήσει.

Γιώργος Αλεξανδράκης: Από τους χάρτες και τα μοντέλα σε απλά λόγια

Τον τρόπο ανάπτυξης των εργαλείων και τη συμμετοχή των τοπικών φορέων εξηγεί ο Γιώργος Αλεξανδράκης, ερευνητής στο ΙΤΕ, στο Εργαστήριο Παράκτιας και Θαλάσσιας Έρευνας.

«Σήμερα θα γίνει η πρώτη επαφή με τους φορείς της Περιφέρειας Κρήτης, με σκοπό να δοκιμάσουμε τη μεθοδολογία με την οποία θα ξεκινήσουμε να κατασκευάζουμε τα πρώτα εργαλεία του προγράμματος», αναφέρει.

Σύμφωνα με τον ίδιο, η ανάπτυξη περιλαμβάνει τρεις βασικές διαστάσεις. Η πρώτη αφορά μοντέλα πρόβλεψης του καιρού, των κυμάτων και άλλων περιβαλλοντικών παραμέτρων. Η δεύτερη είναι η αξιοποίηση της τεχνητής νοημοσύνης για την επιτάχυνση των μοντέλων και την εφαρμογή τους σε άλλες περιοχές.

Η τρίτη, την οποία χαρακτηρίζει ως την πιο απαιτητική εργασία του έργου, αφορά τη μετατροπή των αποτελεσμάτων σε εφαρμογές προσαρμοσμένες στις ανάγκες των χρηστών. Αυτές θα παρέχουν επεξηγήσεις για τους χάρτες και τις προβλέψεις, αλλά και συμβουλές.

«Δεν θα χρειάζεται ένας χρήστης από την Περιφέρεια Κρήτης να ψάχνει χάρτες και να τους ερμηνεύει. Μια πρώτη, γρήγορη ερμηνεία, αλλά με λεκτικό αποτέλεσμα, θα λαμβάνει από το σύστημα», σημειώνει, υπογραμμίζοντας ότι στόχος είναι τα εργαλεία να γίνουν όσο το δυνατόν πιο ακριβή και εύχρηστα.

Το ΙΤΕ, ως επικεφαλής εταίρος, συντονίζει το σύνολο του προγράμματος και την ολοκλήρωση των εργασιών στο προβλεπόμενο χρονοδιάγραμμα. Παράλληλα, η ομάδα συμμετέχει στην εξέλιξη μοντέλων που έχει ήδη αναπτύξει για την περιοχή, με επέκτασή τους στα Δωδεκάνησα και στην Κύπρο. Πάνω σε αυτά θα βασιστούν και οι επόμενες εφαρμογές.

Ο κ. Αλεξανδράκης επισημαίνει ότι το αντικείμενο εκτείνεται πέρα από τη διάβρωση των ακτών.

«Έχει να κάνει με τη μεταφορά πλαστικών, με ενέργεια από κύματα, με την προστασία μνημείων ή με πληροφορίες που μπορούμε να δώσουμε για την προστασία παράκτιων μνημείων», εξηγεί.

Περιλαμβάνονται επίσης εφαρμογές για τη διαχείριση δραστηριοτήτων στα λιμάνια, ενώ η ομάδα συμμετέχει και σε εργασίες για τη διαχείριση ιχθυοκαλλιεργειών στο φιόρδ του Όσλο, στη Νορβηγία.

Όπως διευκρινίζει, η Κρήτη και η Κύπρος εξετάζονται ως ένα ενιαίο σύστημα, μαζί με τις διεργασίες που το επηρεάζουν. Σε αυτές εντάσσεται και η μεταφορά σκόνης από τη Σαχάρα, διευρύνοντας το αντικείμενο του προγράμματος πέρα από τις μεταβολές στη θάλασσα και την ακτογραμμή.