A Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration) dos EUA selecionou a criação de um protótipo de sistema para acelerar os resultados de Monitoramento do Ambiente Terrestre e suas visualizações correspondentes.
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Utilizando técnicas de Inteligência Artificial (IA), o sistema tem o potencial de reduzir em uma ordem de magnitude a quantidade de tempo necessária para a produção de visualizações meteorológicas complexas a serem geradas.
O primeiro projeto do tipo para uma agência federal dos EUA, Earth Observation Digital Twin (EODT), fornecerá um protótipo para visualizar dados geofísicos de uma ampla variedade de fontes de satélite e dados terrestres da NOAA.
“Ao combinar dados de uma ampla variedade de fontes, o sistema será capaz de fornecer informações que não são apenas atualizadas, mas em que os tomadores de decisão possam confiar”, explica a cientista sênior de pesquisa da Lockheed Martin, Lynn Montgomery.
“Estamos fornecendo o serviço completo para pesquisadores e para sistemas de última geração, não apenas para os dados ambientais atuais, mas para os dados anteriores”, complementa.
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Criação com base no NVIDIA Omniverse
Com base no NVIDIA Omniverse, o sistema tem o potencial de servir como um repositório para cientistas e pesquisadores de uma ampla variedade de agências governamentais, que pode ser estendido ao longo do tempo para oferecer suporte a várias aplicações.
O auxílio ao projeto piloto do EODT é uma das várias iniciativas da NVIDIA para desenvolver ferramentas e tecnologias para simulações em larga escala, até planetária. Em novembro do ano passado, a NVIDIA anunciou que construirá um supercomputador chamado Earth-2, dedicado a prever as mudanças climáticas com a criação de um digital twin do planeta.
“As pesquisas ligadas ao meio ambiente são cruciais para o monitoramento da saúde do nosso planeta. A NVIDIA oferece soluções e tecnologias, como o Omniverse, para que cada vez mais pesquisas sejam aprofundadas e possam oferecer mais dados aos cientistas dos EUA e do mundo todo”, afirma Marcio Aguiar, diretor da divisão Enterprise da NVIDIA para América Latina.
A NVIDIA e a Lockheed Martin anunciaram no ano passado que estão trabalhando com o Serviço Florestal do Departamento de Agricultura dos EUA e a Divisão de Prevenção e Controle de Incêndios do Colorado para usar Inteligência Artificial (IA) e simulação de digital twins para entender melhor os incêndios florestais e frear sua propagação.
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E em março, a NVIDIA anunciou uma plataforma acelerada de digital twins para computação científica que consiste do framework de IA NVIDIA Modulus, para o desenvolvimento de modelos de rede neural física-ML, e da plataforma de simulação de mundos virtuais em 3D NVIDIA Omniverse.
O projeto EODT baseia-se nessas iniciativas, contando com o NVIDIA Omniverse Nucleus para permitir que diferentes aplicações importem e exportem rapidamente elementos artísticos personalizados e visualizáveis de e para o armazenamento central de dados da iniciativa.
“Este é um projeto para um sistema complexo que usa o Omniverse, no qual teremos uma fusão de dados de sensores, arquitetônicos e dados inferidos por IA, todos combinados com várias capacidades de visualização implantadas no cloud e em várias workstations”, diz Peter Messner, gerente sênior do grupo de Tecnologia de Desenvolvedores de HPC da NVIDIA. “É uma oportunidade fantástica para destacar todos esses componentes com um exemplo do mundo real.”
Um esforço de rápida evolução
A iniciativa evoluirá rapidamente, com uma demonstração da capacidade do sistema de visualizar dados de temperatura da superfície do mar, prevista para o próximo mês de setembro. O sistema aproveitará as instâncias de computação de GPU da Amazon Web Services e os servidores NVIDIA DGX e OVX on premise.
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O sistema rápido e flexível fornecerá um protótipo para visualizar variáveis geofísicas do satélite NOAA e informações de dados terrestres de uma ampla variedade de fontes.
Isso inclui perfis de temperatura e umidade, temperaturas da superfície do mar, concentrações de gelo no mar e dados de vento solar, entre outras fontes.
Esses dados serão coletados pelo software OpenRosetta3D da Lockheed Martin, que é amplamente usado para análise sofisticada de imagens em larga escala, orquestração de workflows e fusão de sensores por agências governamentais, como a NASA e a indústria privada.
A NVIDIA apoiará o desenvolvimento de conectores unidirecionais para importar “snapshots” de conjuntos de dados geoespaciais processados pela tecnologia OpenRosetta3D da Lockheed para o NVIDIA Omniverse Nucleus como objetos USD. Universal Scene Description (USD), é um ecossistema aberto e extensível para descrever, compor, simular e colaborar em mundos 3D, criado inicialmente pela Pixar Animation Studios.
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O Omniverse Nucleus será vital para disponibilizar os dados rapidamente, em parte devido à capacidade do Nucleus de retransmissão de apenas o que mudou em um conjunto de dados, explicou Montgomery.
O Nucleus, por sua vez, fornecerá esses conjuntos de dados em USD para o visualizador 3D Agatha da Lockheed, permitindo que os usuários vejam rapidamente dados de vários sensores em uma plataforma 3D interativa da Terra e do espaço.
O resultado é um sistema que ajudará os pesquisadores da NOAA e, eventualmente, em outros lugares a tomar decisões mais rapidamente com base nos dados disponíveis mais atuais.
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