Each year, landmines kill residents of war-torn countries. This innovative tool could save lives
RELAND 互動式網路介面的螢幕截圖。如果用戶想查看特定地區的地雷風險預測訊息,可以在搜尋框中搜尋該地區的名稱,地圖就會跳到相應地區。使用者可以自由選擇地圖風格和感興趣的區域。信用:arXiv(2023)。DOI:10.48550/arxiv.2311.03115

在哥倫比亞波哥大長大的馬特奧·杜爾塞·盧比奧每隔幾天就會聽到一個熟悉的新聞故事——有人踩到了另一個地雷。爆炸導致他們死亡或受傷。雖然首都遠離戰亂地區,但這些事故一直留在他的腦海裡。

哥倫比亞與武裝叛亂團體的衝突已有大約六十年的歷史。遊擊隊戰士在農村地區埋設了數千枚地雷,使數十萬人面臨死亡、肢解和流離失所的危險。最近清除爆炸物的努力減少了傷亡,但據報導的受害者越來越多地是平民。

杜爾塞·盧比奧 (Dulce Rubio) 現為卡內基美隆大學五年級博士生,在亨氏資訊系統和公共政策學院學習公共政策,在迪特里希人文與社會科學學院學習統計學。

杜爾塞·盧比歐表示,美國人對哥倫比亞等國家的地雷危險缺乏認知。「它主要影響第三世界國家和發展中國家。但在這些國家,這是一個非常非常重要的問題,」他說。

這就是為什麼大約三年前,杜爾塞·魯比奧開始領導一個由同學和教師組成的團隊開發一個三管齊下的系統,以更準確地識別地雷污染。此後,他們與聯合國地雷行動處 (UNMAS) 合作完善了這個名為 RELand 的系統。哥倫比亞的一個人道主義組織已經在兩個城市進行了一年多的實地測試。

這些組織了解地雷所在位置的資源有限;RELand用途以提供更準確的預測。到目前為止,杜爾塞·盧比奧和幾位教職員工相信該系統的現場測試結果是有希望的。這ACM 計算與永續社會雜誌發表研究小組關於 RELand 的論文,UNMAS 計劃在其他飽受戰爭蹂躪的地區進行測試。

聯合國專案服務辦公室全球資訊管理和分析顧問羅裡·柯林斯在聲明中寫道,人工智慧幫助該組織更有效地清除哥倫比亞的地雷,並使其員工更加安全。

確定問題範圍

根據哥倫比亞運動所屬國際禁止地雷運動最近的報告,2022 年,地雷和其他戰爭遺留爆炸物在至少 49 個國家造成至少 4,710 人死亡或受傷。烏克蘭報告有 608 人傷亡。阿富汗記錄了 303 例。

人道組織正在努力清除這些國家的地雷,但爆炸物可能很難找到。這項工作的資金也有限,這意味著各組織通常需要決定優先考慮哪些污染區域。通常,他們會先調查居民並分析歷史地雷資料來估計危險區域的位置。

Dulce Rubio 和研究團隊的其他成員相信,如果複製 RELand 系統,可以改善這個過程。

「在哪裡部署團隊、在哪裡部署設備存在許多不確定性,這既影響了營運結果,也影響了資金,」他繼續說道。“他們大部分時間都花在不確定該地區是否確實受到污染的地方。”

RELand 的核心組件是它使用機器學習(人工智慧的一種形式)來估計地雷對某個地區造成的風險。另一個組成部分是資料集,電腦程式在該資料集上接受訓練以做出決策。此資料集包括地理資訊、社會人口變數和戰爭遺跡存在的指標。

最後一個元件是一個互動式網路介面,用於顯示電腦程式的發現。

一直在測試 RELand 的人道主義組織哥倫比亞禁止地雷運動於 2023 年夏末首次部署了該系統。在另一個預計幾乎沒有地雷的地區,該組織沒有發現任何地雷。

截至 2024 年 5 月,這兩個地區均未發現其他地雷。

杜塞‧魯比奧 (Dulce Rubio) 就其研究方法向卡內基美隆大學永續發展倡議主任亞歷山德拉‧希尼克 (Alexandra Hiniker) 尋求建議。希尼克多年來一直在柬埔寨、寮國和黎巴嫩致力於禁止地雷和集束彈藥,她表示,RELand 可以幫助人道主義組織更好地決定將時間和資源集中在哪裡。

希尼克說,清除地雷可確保社區能夠建立基礎設施、兒童能夠安全地在戶外玩耍、居民能夠過著充實的生活。

RELand 如何進入哥倫比亞

杜爾塞·盧比奧 (Dulce Rubio) 並沒有計劃在他的博士課程中研究地雷,直到第二年他選修了「人工智慧方法促進社會公益」課程。他與另外兩名學生合作,提出了利用人工智慧解決社會問題的解決方案。

到學期結束時,Dulce Rubio 和其他學生已經為 RELand 開發了一個初步框架,並取得了一些令人鼓舞的成果。學生們想繼續他們的研究,所以他們的教授方飛同意繼續擔任顧問。方是電腦學院軟體與社會系統副教授,去年每個月至少與他們會面兩次。

海因茨學院和電腦科學學院的教授 Hoda Heidari、Rayid Ghani 和 Silvia Borzutzky 也與學生合作或對他們的工作提供回饋。

方鼓勵杜爾塞·盧比奧向哥倫比亞的一個人道主義組織展示該團隊的早期發現,因為她相信他們的反饋很有價值。最終,杜爾塞·盧比奧 (Dulce Rubio) 聯繫了一名 UNMAS 員工,此後該員工幫助團隊解決了地理限制和漏報等問題。

在與杜爾塞·魯比奧(Dulce Rubio)多次交談後,該服務讓他與哥倫比亞人取得了聯繫政府已批准清除地雷行動。杜爾塞·盧比奧 (Dulce Rubio) 向哥倫比亞禁止地雷運動贈送了 RELand,該組織的成員同意測試該系統。

根據哥倫比亞法律,受影響社區的人們必須執行這些操作,這項要求部分是為了僱用居民。杜爾塞·盧比奧 (Dulce Rubio) 於 2023 年 5 月飛往哥倫比亞,在 RELand 上對他們進行培訓,並於同年 8 月開始部署該系統。他與該組織保持聯繫,該組織將繼續測試 RELand 一年。

希尼克表示,她重視杜爾塞·魯比奧與受此問題直接影響的個人和組織的持續接觸。

希尼克說:“直接受影響的人是最了解問題、最了解實際情況的來龍去脈的人。”“如果你不考慮當地的現實,你實際上可能會造成傷害。”

接下來會發生什麼

曾思琪 (Siqi Zeng) 是數學專業本科生,為 RELand 設計了該演算法。她於 2023 年從卡內基美隆大學畢業,目前在伊利諾大學厄巴納-香檳分校攻讀電腦科學博士課程。

「我們在這個系統上工作了相當長的時間,所以我們遇到了很多一開始沒有預料到的挑戰,」曾說。“我學到了很多關於在實踐中部署人工智慧演算法的挑戰。”

研究團隊的作品入圍了 INFORMS 競賽的決賽,該競賽旨在突出那些激發了切實變革的最令人興奮的學生作品。杜爾塞·魯比奧也受邀參加了由日內瓦國際人道排雷中心主辦的關於使用人工智慧進行排雷行動的會議。

杜爾塞·盧比奧 (Dulce Rubio) 相信 RELand 可以幫助受戰爭和內亂影響的國家。他說,無法取得土地導致了哥倫比亞的武裝衝突,而且由於土地仍然受到爆炸物的污染,這個問題只會持續存在。

“能夠收回這些土地作為他們的領土和生活的一部分,”他說,“實際上可以促進更持久、穩定的和平。”

更多資訊:Mateo Dulce Rubio 等人,RELand:透過可解釋的不變風險最小化進行地雷風險估計,ACM 計算與永續社會雜誌(2024)。DOI:10.1145/3648437。arXiv:arxiv.org/abs/2311.03115

期刊資訊: arXiv

引文:每年,地雷都會殺死飽受戰爭蹂躪的國家的居民。這種創新工具可以拯救生命(2024 年 10 月 3 日)檢索日期:2024 年 10 月 3 日取自 https://techxplore.com/news/2024-10-year-landmines-residents-war-torn.html

本文檔受版權保護。除了出於私人學習或研究目的的任何公平交易外,不得未經書面許可,不得複製部分內容。所提供的內容僅供參考。