Antarktika’nın İklim Düzenleyici Rolü
Antarktika, Dünya’nın iklimini düzenlemede hayati bir öneme sahiptir. Çoğu iklim araştırması, dünyanın en soğuk ve rüzgârlı kıtasının etrafındaki Güney Okyanusu’nun karbondioksit emme kapasitesi veya geniş, güneş ışığını yansıtan buzulları üzerine odaklanmaktadır.
Moss Yatakları Üzerine Derinlemesine Araştırmalar
Ancak, Avustralyalı bilim insanlarından oluşan bir grup, bu konuda farklı bir yaklaşım benimsemiştir. Araştırmacılar, Antarktika’daki yosun yataklarına derinlemesine dalış yaparak, AI destekli bir kenar bilişim platformu kullanarak, Antarktika’nın ısınmasının dünya üzerindeki etkileri hakkında ipuçları aramaktadır.
Mossun Ekosistem Üzerindeki Etkisi
Antarktika’nın yüzeyinin %1’inden az bir kısmı yosunlarla kaplıdır. Ancak, bu yosunların varlığı ve devam eden sağlığı, ekosistem üzerinde büyük bir etki yaratmaktadır. Yosunlar, diğer bitkiler gibi, büyümek için atmosferdeki CO2‘yi absorbsiyon ederler. Yosun yatakları, kritik mikroskobik mikroplar, mantarlar ve tardigradlar ve mite gibi mikro hayvanlar için habitat sağlayan minyatür ormanlar gibidir. Bu bitkiler ve hayvanlar, dokuz aylık Antarktika kışlarına dayanmak için kuruyabilme ve donabilme yeteneğine sahiptir. Bu özellikleri, onları uzay deneyleri ve seyahat için de uygun hale getirir.
Mossların Sağlığındaki Düşüş
Son yirmi yılda, bilim insanları, birçok bölgede yosun sağlığının kötüleşmesi konusunda giderek artan bir endişe duymaktadır. İklim değişikliği ve ozon tabakasının incelmesiyle bağlantılı rüzgâr hızı değişimlerinin etkisiyle, yosun topluluklarının kuruduğu gözlemlenmiştir. Yosun yatakları, Antarktika ekosisteminin küçük bir parçasını oluştursa da, toprak stabilizasyonu ve karbondioksit tutulumu gibi önemli işlevleri vardır; bunlar, biyolojik çeşitliliğin sürdürülmesi için de kritik öneme sahiptir.
Otonom İzleme Platformu
Securing Antarctica’s Environmental Future (SAEF) isimli bir konsorsiyum, Avustralya Araştırma Konseyi tarafından finanse edilen araştırmacılardan oluşmaktadır. Yosun sağlığını ölçmek ve analiz etmek için küçük, otonom bir izleme platformu geliştirmiştir; bu platform, yosun örtüsü üç feet karla kaplı olduğunda bile veri toplayabilir.
Antarktika’nın iklimi son derece soğuk ve serttir; yılda yarım yıl bu bölgede güneş ışığı yoktur. Ancak, yosunlar kendi mikroiklimlerini yaratabilmektedir. Bu nedenle, araştırmacılar, yosun tabakasının neden değiştiğini anlamak için hava istasyonlarına güvenemezler.
AIoT Platformunun Özellikleri
Bu cihazın adı, Artificial Intelligence of Things Platform (AIoT Platform) olup, güneş paneli ve izole edilmiş bir batarya içermektedir. Bu sayede hemen hemen her yerde kullanılabilmekte ve yosun yataklarını yıl boyunca izlemek için veri toplayabilmektedir.
Platform, AI iş yüklerini işleyebilen ve 40 TOPS AI performansı sunabilen küçük ama güçlü bir bilgisayar olan NVIDIA Jetson Orin Nano etrafında inşa edilmiştir. 3×4 Pelican kasasında farklı sensörlerle birlikte yer almakta; bu sensörler, yosun örtüsü ve hava sıcaklığı, nispi nem, toprak nemi, ısı akışı, güneş radyasyonu ve görsellik gibi verileri toplamakta ve analiz etmektedir.
Gelişmiş Veri Analizi
Platform, görüntü segmentasyon modeli (SegFormer) çalıştırmakta ve görüntü verilerini kenarda analiz etmektedir. Model, sekizNVIDIA A100 Tensor Core GPU ile eğitilmiş olup, NVIDIA TAO AutoML kullanılarak, yosun sağlığı algoritması için kolayca ince ayar yapılmış, en son görüntü segmentasyon modellerine erişim sağlamaktadır.
Distinguished Professor Sharon Robinson, SAEF’deki bilim uygulama müdürüdür ve NVIDIA TensorRT’yi kullanarak görüntü segmentasyon modelinin işlenme süresini 1,6 kat azalttıklarını, ayrıca enerji tüketimini önemli ölçüde azaltarak tüm AIoT platformunun pil ömrünü artırdıklarını belirtmiştir.
Robinson, “Platform, sensörlerden gelen veri ve görüntü akışlarını sürekli işleyerek ilgili bilgiyi çıkarıyor; bu da, geri gönderilmesi gereken veri miktarını azaltıyor,” demiştir.
Verilerin İletimi ve Kullanımı
Platform, büyük ham veri setlerini sınırlı bant genişliği üzerinden sürekli göndermek yerine, verileri kenarda işlemekte; böylece sonuçlar, çok daha küçük bir veri miktarı olarak bilim insanlarına iletilmektedir. Bu veri, LoRaWAN protokolü aracılığıyla Avustralya’daki bir Antarktika araştırma istasyonu üzerinden gönderilmektedir. Sonuç olarak, bu veri, uydu veya LoRaWAN ile SAEF veri tabanına yönlendirilmektedir.
Mevsim değiştiğinde ve hava düzeldiğinde, hammadde veriler, bilim insanları tarafından, platformların yerleştirildiği alanlarda gerçekleştirilen saha ziyaretlerinde geri alınabilmektedir.
Gelecek Planları ve İş Birlikleri
SAEF, araştırmalarında kullanılan NVIDIA A100 Tensor Core ve NVIDIA RTX A6000 GPU’ları, NVIDIA Akademik Hibe Programı ile elde etmiştir. SAEF, bu yıl sahada devreye alınacak ikinci nesil platformları finalize etmektedir.
Ayrıca, Avustralya Antarktika Dairesi’nin Antarktika Karasal ve Kıyı Gözlem Sistemi projesi‘le birlikte, Jetson platformunu kullanarak Antarktika için yeni uzaktan algılama kuleleri filo oluşturmayı planlamaktadır. Bu iki uzaktan algılama programının uyumlu hale getirilmesi, her iki sistemin izleme kapsamını genişletecektir.
Daha fazla bilgi için, rüzgâr desenleri ile etkilenmiş Arktik yosununa göz atabilirsiniz.
SAEF hakkında daha fazla bilgi almak ve Antarktika’daki iklim araştırmaları hakkında daha fazla detay öğrenmek için lütfen bu bağlantıyı ziyaret edin.
Öne Çıkan Görsel Kredi Dr. Krystal Randall
