Scientific American (США): Как искусственный интеллект может помочь подготовиться к наводнениям в мире, где изменился климат

Бывший глава Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям рассказывает о повышении уровня моря, больших данных и необъективном анализе.

Способность предсказывать масштабное наводнение, такое как во время урагана «Флоренс», значительно улучшилась. Однако понимание того, как такой шторм будет взаимодействовать с антропогенной средой и как он скажется на людях, проживающих на конкретной территории, до сих пор остается достаточно ограниченным.

Факторы, связанные с прогнозированием сценариев развития наводнения, меняются быстрее, чем инструменты, помогающие людям подготовиться и адаптироваться. Например, нам известно, что повышение уровня моря в результате климатических изменений подразумевает увеличение штормовых волн при ураганах.

Однако деятельность человека усугубила катастрофы и в других отношениях. Резко увеличилось количество населения, проживающего на американском побережье, в результате чего гораздо больше людей и инфраструктуры оказалось подвержено связанным с катаклизмами угрозами. Стивен Стрейдер (Stephen Strader), доцент географии в Университете Виллановы, называет это «расширением эффекта попадания в десятку».

«Развитие общества наибольшим образом сказывается на катаклизмах, потому что оно увеличивает потенциал потерь», — говорит Стрейдер. Оно также означает, что большая часть окружающей среды занята жилыми домами, что сказывается на гидрологических расчетах при больших наводнениях, и объем этих изменений не всегда верно оценивается. 

Крейг Фьюгейт (Craig Fugate) много думает о взаимосвязи этих проблем. Он возглавлял Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (ФАЧС) в период с 2009 по 2017 год. Как житель Флориды, он наблюдает длительные последствия предыдущих ураганов, а также то, как в результате поднимающегося уровня моря все чаще происходят наводнения, вследствие чего население некоторых территорий вынуждено переезжать.

Оставив свою должность в ФАЧС, Фьюгейт занял пост главного управляющего по чрезвычайным ситуациям в стартапе под названием «Одно замечание» (One Concern), который, по его словам, использует большие данные и машинное обучение, чтобы помочь жителям и бизнесу лучше готовиться к таким угрозам, как наводнение, — и речь идет не просто об отдельных из ряда вон выходящих событиях, как «Флоренс», но и о более рутинных проблемах, с которыми люди столкнутся в результате климатических изменений.

Стартап «Одна из задач» заявляет, что его платформа мониторинга наводнений, которую компания планирует выпустить к концу этого года, поможет предсказывать уровни затопления за пять дней до начала шторма — квартал за кварталом. Такого рода решение может облегчить подготовку к штормам и адаптироваться к будущим угрозам, имея в руках более конкретные данные. Фьюгейт рассказал нашему изданию о своем проекте летом этого года.

[Далее представлена отредактированная расшифровка интервью]

— После того как Вы проработали в ФАЧС и наблюдали с девяти тысяч метров последствия катастроф в Америке, что привело Вас в стартап, связанный с искусственным интеллектом? 

— Я хочу изменить последствия стихийных бедствий. Как нам готовиться к будущему риску, когда все наши данные для карт ФАЧС обращены в прошлое? Что меня восхитило в модели наводнения нашего стартапа, — это то, что она задумана как инструмент реагирования. Она определяет объемы осадков и, вместо того, чтобы ограничиться предупреждением о скором наводнении, предсказывает, что в данном районе прогнозируется наводнение от одного до полутора метров, а в другом районе уровень наводнения может достигнуть до шести метров. Мы также можем узнать, на каких территориях могут сразу ожидаться тяжелые последствия, и ответственные за принятие решений не должны ждать поступления информации, чтобы приступить к противодействию.

Что привлекло меня — это то, как много данных используется, что мы можем видеть все в высоком разрешении, и при этом быстро. Мы можем проиграть различные сценарии за несколько дней до шторма и понять, когда и как системы дадут сбой. Использование искусственного интеллекта сокращает пространство для домыслов.

Меня также заинтересовало то, что мы осуществили много так называемых проектов по недопущению негативных последствий в Нью-Джерси после [супершторма] «Сэнди». И многие эти проекты [например, подъем уровня строений] были основаны на анализе соотношения затрат и преимуществ; мы полагаем, что при следующем шторме они покажут свою эффективность. Но у нас никогда не было возможности задать вопрос: «Насколько лучше будет результат?»

— Повсюду упоминают термин «жизнеустойчивость», когда мы говорим о подготовке наших прибрежных районов к повышению уровня моря, в некоторых случаях людям приходится окончательно уезжать подальше от опасности, а их недвижимость выкупается. Как могут эти модели сделать понятие жизнеустойчивости менее абстрактным?

— Если мы всегда ждем окончания стихийного бедствия, чтобы вывезти людей, то это самый болезненный и разрушительный способ справиться с проблемой. Как нам представить эти инструменты чиновникам, ответственным за смену строительного кодекса и землепользование в местах, уязвимых для повышения уровня моря?

В городе можно было бы использовать это средство для идентификации зоны нулевого роста — территории, на застройку которой они не будут выдавать новых разрешений. Потом они говорят: «Если дом будет уничтожен в процессе шторма, перестраивать его заново нельзя». И тогда можно перенаправить ресурсы на новую территорию, чтобы превратить ее в привлекательное место для проживания. У нас есть кнуты и пряники для того, чтобы сократить количество людей, живущих в зоне нулевого роста, давая им возможности переехать в более безопасные районы. На это уйдет время.

Если мы можем четче определить риски, значит, мы можем, по меньшей мере, начать больше контролировать свою судьбу, вместо того чтобы испытывать ее при каждом новом шторме, когда мы теряем позиции, которые не можем отвоевать снова. Это будет непросто и дорого, но это стратегия.

— Если ценность многих прибрежных мест — это сам пляж, то что происходит, когда сохранение песчаной зоны становится нецелесообразно?

© REUTERS, Jonathan Drak

Мужчина в парке, затопленном в результате разлива реки Кейп-Фир в городе Уилмингтон, Северная Каролина. 14 сентября 2018

— Пляжи исчезают и появляются, и это естественный процесс. Восстановление (забор подводного песка и восполнение им поврежденных пляжей) — это искусственный процесс. Я был когда-то в Вирджиния-Бич, где осуществлялся масштабный процесс восстановления пляжа, и он как раз тогда был близок к завершению. Потом на побережье подул сильный северо-восточный ветер, который продолжался около трех дней. Когда ветер стих, я вышел на улицу, и весь 200-метровый пляж, понимаете, — океан упирался в стену у бассейна гостиницы.

Представьте себе, как Конгресс говорит, что бюджет инженерных войск больше не будет тратиться на искусственное восстановление из-за проблем с их техобслуживанием пляжей, которые мы теряем из-за повышения уровня моря. Готовы ли местные власти взять на себя эту роль? Как правило, ответ отрицательный.

— Каким образом инструменты искусственного интеллекта и большие данные кардинально меняют нашу подготовку к наводнениям в будущем с климатическими изменениями?

— Сейчас трудно представить местным чиновникам любые инструменты для визуализации, чтобы они увидели возможные последствия при достаточно высоком разрешении. Ученые говорят: «Мы увидим эти типы результатов климатических изменений в этих пределах». Однако местный проектировщик хочет знать: «Что это означает для строительства новой дороги?» А когда чиновники смотрят на высокую вероятность повышения уровня моря, они говорят: «Это абсурд. Зачем я занимаюсь проектированием, если все это исчезнет?»

Если мы переселим жилой район за десять лет и превратим его в песчаную береговую линию, как она будет выглядеть при различных уровнях моря и после шторма, чтобы мы могли знать, когда эта система дюн перестанет служить для нас защитой? Нужно проигрывать разные сценарии, чтобы понять, действительно ли инвестируя в это, мы изменим последствия наводнений и объем ущерба в будущем. Этот процесс является благодатной сферой для применения искусственного интеллекта.

— Использование искусственного интеллекта для создания адаптационных сценариев может быть чревато разными рисками. Существует опасность, что вы будете слишком сильно полагаться на данные, а также риск необъективности, который может быть запрограммирован, учитывая, какие данные включены в модели и какие исключены из нее. Как вы избегаете создания стратегий смягчения последствий, из-за которых уязвимое население становится еще более уязвимым?

— Эта модель не является инструментом для зажиточных районов. Это инструмент для уязвимых районов, и изначально идея состояла в том, чтобы спасать жизни на этапе реагирования на стихийные бедствия.

Одно лишь знание антропогенной среды не говорит нам о том, как жители справятся с наводнением. Большое количество социально-экономических исследований — от социальных сетей до механизмов выживания и финансовой жизнеспособности — являются лучшим способом прогнозирования. 

Мы проделываем много работы, чтобы не создавать ситуаций, где ненамеренные последствия искусственного интеллекта будут состоять, в сущности, в том, чтобы заставлять людей покидать свои дома; или создавать модель, столь необъективную в отношении благосостояния, что мы отказываемся от доступности; или что мы не смотрим на уже существующие социальные структуры. Это не просто геонаука — это люди.

Как только мы начинаем миграцию от повышения уровня моря, один из феноменов, в отношении которого нам следует быть осторожными, состоит в том, чтобы не делать этого за счет людей, у которых нет голоса, чтобы мы не возлагали бремя на районы с низким доходом, особенно, если это означает, что эта территория застраивается заново для более зажиточного населения. Мы не хотим выбирать победителей и проигравших в климатических изменениях, отталкиваясь от экономических факторов.

— Не секрет, что наша национальная программа страхования на случай наводнений плохо подготовлена для того, чтобы справляться с размахом наводнения, с которым мы сталкиваемся сегодня и будем сталкиваться в будущем. Реформы необходимы, но, кроме них, требуется что-то еще?

— Я считаю, что нам следует прекратить выдавать [федеральную] страховку в отношении новых строений в зонах наводнения. Возьмите частный рынок. Если они напишут ее — будьте здоровы. Если нет — не перестраивайте.

Неоднозначность допуска рыночных сил к сфере смягчения последствий состоит в том, что в результате семьи с низким достатком будут переселены в низколежащие районы. В некоторых прибрежных зонах рыночные силы уже рассчитывают риск исходя из количества людей, которые, по меньшей мере могут себе это позволить. Это означает, что их вытесняют с рынков жилья на значительное расстояние от места их работы, от школ и кварталов.

Это население также наименее способно справиться с финансовыми последствиями повторяющихся наводнений, которые будут происходить в результате повышения уровня моря. Поэтому если правительство предлагает выкупать жилье, то оно дает им возможность переехать. Но тут нельзя проявлять бессердечие; сначала нужно подыскать доступное жилье с хорошими школами и инфраструктурой, чтобы людям было куда уехать в пределах их района.

Мест, где не происходит никаких стихийных бедствий, почти не существует. Однако вопрос в следующем: как быстро можно вернуться в норму? Для этого придется сделать шаг назад, анализировать не только программы по реагированию на стихийные бедствия, но и то, как районы планируют свое будущее. Если они собираются эвакуировать свое население из-за климатических изменений, то как они намерены строить доступные районы для рабочей силы, которая потребуется их экономике? Или они постепенно создают разрыв между имущими и неимущими в зависимости от климатической безопасности? 

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Источник: inosmi.ru