コロンビアのボゴタで育ったマテオ・ドゥルセ・ルビオは、数日ごとに、誰かがまた地雷を踏んだというおなじみのニュース記事を聞いた。爆発で彼らは死傷した。首都は国内の戦争で荒廃した地域から遠く離れていたが、これらの事故は彼の心の片隅に残った。

コロンビアは約60年にわたり武装反政府勢力との紛争に巻き込まれてきた。ゲリラ戦闘機は地方に数千個の地雷を埋め、数十万人が死、切断、強制退去の危険にさらされている。爆発物を除去するための最近の取り組みにより死傷者は減少したが、報告されている犠牲者は民間人であることが増えている。

ドゥルセ・ルビオは現在、カーネギーメロン大学の博士課程5年生で、ハインツ情報システム・公共政策大学で公共政策を、ディートリッヒ人文社会科学大学で統計を研究しています。

ドゥルセ・ルビオ氏によると、米国の人々はコロンビアのような国の地雷の危険性について認識が不足しているという。「それは主に第三世界の国々、発展途上国に影響を及ぼします。しかし、それらの国々にとって、それは非常に非常に重要な問題です」と彼は言いました。

だからこそ、約 3 年前、ドゥルセ ルビオ氏はクラスメートと教員のチームを率いて、地雷汚染をより正確に特定するための 3 つの側面からなるシステムの開発に取り組み始めました。それ以来、彼らは国連地雷対策局 (UNMAS) と協力して RELand と呼ばれるシステムを改良しました。コロンビアの人道団体は、1年以上にわたって2つの自治体で実地試験を行っている。

これらの組織は、地雷がどこにあるのかを把握するためのリソースが限られています。REランドは使用します人工知能より正確な予測を提供するため。これまでのところ、ドゥルセ・ルビオ氏と数人の教員は、システムの実地テストの結果は有望であると信じている。のコンピューティングと持続可能な社会に関する ACM ジャーナルもっている出版された研究チームはRELandに関する論文を発表しており、UNMASは他の戦争で引き裂かれた地域でもそれをテストする予定だ。

国連プロジェクトサービス局のグローバル情報管理・分析顧問ロリー・コリンズ氏は、人工知能のおかげでコロンビアの地雷除去がより効率的になり、従業員の安全が確保されたと声明で述べた。

問題の範囲を絞る

コロンビアのキャンペーンと提携している地雷禁止国際キャンペーンの最近の報告書によると、地雷やその他の爆発物による戦争残存物により、2022年には少なくとも49カ国で少なくとも4,710人が死傷したという。ウクライナは608人の死傷者を報告した。アフガニスタンは303件を記録し、コロンビアは145件を記録した。

人道団体はこれらの国々から地雷を除去するために取り組んでいますが、爆発物を見つけるのは難しい場合があります。作業のための資金も限られているため、組織はどの汚染地域を優先するかを決定する必要があることがよくあります。通常、彼らはまず住民を調査し、過去の地雷データを分析することによって、危険区域がどこにあるかを推定します。

Dulce Rubio と他の研究チームは、RELand システムが複製されれば、そのプロセスを改善できると信じています。

「どこにチームを配置するか、どこに機器を配置するかについては多くの不確実性があり、それが運営実績だけでなく資金にも影響を及ぼしている」と同氏は続けた。「彼らはそのお金のほとんどを、その地域が実際に汚染されているかどうかわからない場所に行くためだけに費やしています。」

RELand のコアコンポーネントは、コンピュータプログラムこれは、人工知能の一種である機械学習を使用して、地雷が地域にもたらすリスクを推定します。もう 1 つのコンポーネントはデータセットで、コンピューター プログラムはこれに基づいて意思決定を行うようにトレーニングされます。このデータセットには、地理情報、社会人口学的変数、戦争残存物が存在することを示す指標が含まれています。

最後のコンポーネントは、コンピューター プログラムの結果を表示する対話型 Web インターフェイスです。

RELand のテストを行っている人道団体であるコロンビア地雷禁止キャンペーンは、2023 年の夏の終わりにこのシステムを初めて導入しました。その年の終わりまでに、この組織は、RELand が多数の地雷があると予測した地域で 3 つの地雷を発見しました。地雷がほとんどないと予測されていた他の地域では、組織は地雷を発見しませんでした。

2024 年 5 月の時点で、どちらの地域でも他に地雷は発見されていません。

ドゥルセ・ルビオ氏は、CMUの持続可能性イニシアティブのディレクター、アレクサンドラ・ヒニカー氏に研究へのアプローチについてアドバイスを求めた。ヒニカー氏はカンボジア、ラオス、レバノンで地雷やクラスター弾の禁止に長年取り組んでおり、RELandは人道団体が時間と資源をどこに集中させるかについてより適切な決定を下すのに役立つ可能性があると述べた。

ヒニケル氏は、地雷を除去することで、地域社会がインフラを整備し、子どもたちが安全に外で遊ぶことができ、住民が充実した生活を送れることが保証されると述べた。

REland がどのようにしてコロンビアに到達したか

ドゥルセ・ルビオは、博士課程で地雷を研究するつもりはなかったが、2 年生のときに「社会的利益のための人工知能手法」のコースを受講した。彼は他の 2 人の学生と協力して、人工知能を使用した社会問題の解決策を提案しました。

学期の終わりまでに、Dulce Rubio と他の学生は RELand の初期フレームワークを開発し、いくつかの有望な結果を集めました。学生たちは研究を続けたいと考えていたため、教授のフェイ・ファン氏が顧問として残ることに同意した。コンピューターサイエンス学部のソフトウェアと社会システムの准教授であるファン氏は、昨年、少なくとも月に2回は彼らと会った。

ハインツ大学とコンピューターサイエンス学部の教授、ホダ・ヘイダリ氏、レイド・ガーニ氏、シルビア・ボルズツキー氏も学生たちと協力し、研究成果にフィードバックを提供した。

ファング氏は、ダルセ・ルビオ氏にチームの初期の研究結果をコロンビアの人道団体に提出するよう勧めた。彼らからのフィードバックは価値があると信じていたからである。最終的に、ダルセ・ルビオ氏は UNMAS 職員とつながり、それ以来、チームが地理的制約や過少報告などの問題を解決するのを手伝ってくれました。

ドゥルセ・ルビオと数回会話した後、このサービスにより彼はコロンビア人と連絡を取ることができた。人道団体政府が地雷除去活動を承認したこと。ドゥルセ・ルビオ氏はコロンビアの地雷禁止キャンペーンにRELandを紹介し、組織のメンバーはシステムをテストすることに同意した。

コロンビアの法律では、影響を受けたコミュニティの人々が作業を行う必要があり、これは住民を雇用することも目的としている。ドゥルセ・ルビオ氏は RELand でトレーニングを受けるために 2023 年 5 月にコロンビアに飛び、同年 8 月にシステムの導入を開始しました。彼は組織と連絡を取り続けており、組織はRELandのテストをさらに1年間続ける予定だ。

ヒニケル氏は、ドゥルセ・ルビオ氏がこの問題に直接影響を受けた人々や組織と継続的に関わり続けることを評価していると述べた。

「直接の影響を受けるのは、この問題を最もよく知っており、実際に現場でどのように起こっているかを隅々まで知っている人々だ」とヒニケル氏は語った。「現場の現実を考慮しなければ、実際に害を及ぼす可能性があります。」

次に何が起こるか

数学を専攻する学部生として RELand のアルゴリズムを設計した Siqi Zeng さんは、このプロジェクトによってコラボレーションについて学び、信頼できる人工知能モデルの開発への関心が固まったと述べました。彼女は 2023 年に CMU を卒業し、現在イリノイ大学アーバナ シャンペーン校のコンピューター サイエンス博士課程に在籍しています。

「私たちはこのシステムにかなり長い間取り組んできたので、当初は予想していなかった多くの課題に直面しました」と Zeng 氏は言います。「人工知能アルゴリズムを実際に導入する際の課題について多くのことを学びました。」

研究チームの研究は、目に見える変化を促進した最もエキサイティングな学生の研究に焦点を当てることを目的とした INFORMS コンテストの最終候補に選ばれました。ドゥルセ・ルビオ氏は、ジュネーブ国際人道地雷除去センターが主導する、地雷対策への人工知能の利用に関するセッションにも招待された。

ドゥルセ・ルビオ氏は、RELand が戦争や内戦の影響を受けた国々を支援できると信じています。土地へのアクセスの欠如がコロンビアでの武力紛争の一因となっており、土地が爆発物で汚染されたままであるために問題が続いているだけだと同氏は述べた。

「これらの土地を彼らの領土と彼らの生活の一部として取り戻すことができるということは、実際には、より長く続く安定した平和を促進することができるものです。」と彼は述べた。