Google lança modelo de IA que funciona como um satélite virtual. Eis como funciona

Os satélites que orbitam a Terra para recolher imagens e medições da terra, florestas, cidades e águas costeiras têm ajudado os cientistas a compreender o nosso planeta.

No entanto, como estas imagens provêm de muitas fontes diferentes, pode ser difícil combiná-las numa única imagem.

A unidade de inteligência artificial (IA) da Google, DeepMind, anunciou recentemente um modelo de IA chamado AlphaEarth Foundations que pode criar mapas altamente detalhados do nosso mundo quase em tempo real.

O AlphaEarth Foundations funciona como um "satélite virtual" que mapeia o mundo "em qualquer lugar e momento", disse Christopher Brown, engenheiro de investigação da Google DeepMind, numa conferência de imprensa em julho.

"Quer estejam a monitorizar a saúde das culturas, a acompanhar a desflorestação ou a observar novas construções, [os investigadores] já não têm de depender de um único satélite que passe por cima. Agora têm um novo tipo de base para dados geoespaciais", escreveu a Google DeepMind num comunicado no mês passado.

O sistema combina biliões de imagens de dezenas de fontes públicas, incluindo imagens de satélite, radares, mapas 3D baseados em laser e simulações climáticas. Mapeia toda a terra terrestre e as águas costeiras do planeta.

Segundo a Google, o modelo pode gerar dados suficientemente exactos sobre um ecossistema até uma área de 10 metros quadrados. Os dados da AlphaEarth Foundations ocupam muito menos espaço de armazenamento do que os de sistemas de IA semelhantes, o que torna mais prática a análise em grande escala, afirmou a empresa.

Durante os testes iniciais de dados da AlphaEarth Foundations de 2017 a 2024, ela superou modelos de IA semelhantes na identificação do uso da terra e na estimativa das propriedades da superfície, com uma taxa de erro média 24% menor, de acordo com um artigo publicado pela DeepMind.

A Google espera que este modelo ajude os investigadores a estudar as alterações ocorridas no planeta em termos de segurança alimentar, desflorestação, expansão urbana e recursos hídricos.

Porque é que os cientistas querem este nível de detalhe e como a IA pode ajudar

A AlphaEarth Foundations faz parte de uma tendência crescente na ciência ambiental, em que a IA transforma o fluxo constante de observações de satélite em ferramentas práticas para estudar a Terra.

Dados de alta resolução e regularmente actualizados ajudam os investigadores a medir com precisão as alterações ambientais e a compreender o que as está a provocar.

Podem ser utilizados para acompanhar os efeitos das alterações climáticas, planear a conservação e gerir recursos como a água e as terras agrícolas.

Por exemplo, em 2020, cientistas da NASA e da Universidade de Copenhaga cartografaram 1,8 mil milhões de copas de árvores nas regiões do Sahel e do Sara, na África Ocidental, utilizando IA treinada para reconhecer árvores em imagens de satélite.

Sem a IA, este trabalho teria levado milhões de anos para ser concluído, de acordo com os autores do estudo.

Desde 2022, o satélite Surface Water and Ocean Topography (SWOT) da NASA tem efectuado medições de alta definição de oceanos, lagos, reservatórios e rios em mais de 90% da superfície do planeta.

O Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA afirmou que podia observar a água à superfície da Terra com uma resolução 10 vezes superior à das tecnologias existentes.

Entretanto, o satélite EarthCARE da Agência Espacial Europeia (ESA) será lançado em 2024. Está a estudar a forma como as nuvens e as partículas transportadas pelo ar na atmosfera têm impacto na temperatura da Terra.

Muitos dos dados do Google DeepMind também provêm de missões de longa duração da NASA e da ESA, como os satélites Landsat e MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) e a frota Sentinel, que monitorizam a vegetação, as costas, as massas de água, a neve e o gelo.

A Google afirma que o seu modelo já foi testado por mais de 50 organizações em todo o mundo para a monitorização de ecossistemas e o planeamento urbano.

Por exemplo, uma iniciativa ambiental no Brasil conhecida como MapBiomas está a utilizar os dados da AlphaEarth Foundations para compreender melhor as alterações agrícolas e ambientais, incluindo na floresta amazónica.

Os conjuntos de dados anuais do modelo deram à equipa "novas opções para fazer mapas mais exatos, precisos e rápidos de produzir, algo que nunca teríamos conseguido fazer antes", disse Tasso Azevedo, o fundador da MapBiomas, no comunicado da Google.

A Google diz que está a lançar o conjunto de dados através do Google Earth Engine, a plataforma de dados ambientais da Google, para incentivar mais investigação.