米国海洋大気庁が地球のデジタル ツインプロトタイプ構築し、気候研究を含む環境のモニタリングや予測を加速するためにLockheed Martin と NVIDIA を選定

米国海洋大気庁は、地球環境のモニタリングの出力とその可視化を加速するプロトタイプ システム構築のため、Lockheed Martinと NVIDIA を選定しました。

本システムは、AIテクノロジを用いることで、複雑な気象の可視化出力に必要な時間を一桁以上短縮できる可能性があります。

米国連邦政府機関にとって初めてのプロジェクトである地球観測デジタル ツイン (EODT) は、陸地、海洋、雪氷圏、大気、および宇宙からのテラバイト単位の地球物理学データを可視化するためのプロトタイプを提供します。

Lockheed Martin の宇宙上級研究員リン モンゴメリー (Lynn Montgomery) 氏は、さまざまなセンサー ソースからのデータを融合することで、最新の情報だけでなく、意思決定者が信頼できる情報を提供できるようになると説明します。

「現在だけでなく、最近の過去の環境データについても、研究者と次世代システムにワンストップ ショップを提供しています。NVIDIA とのコラボレーションにより、NOAA は膨大なデータセットをタイムリーかつグローバルに可視化できるようになるでしょう」

NVIDIA Omniverse 上に構築

NVIDIA Omniverse 上に構築されたこのシステムは、さまざまな政府機関の科学者や研究者のためのクリアリング ハウスとして機能する潜在力があり、幅広いアプリケーションをサポートするために時間の経過とともに拡張が可能です。

EODT パイロット プロジェクトのサポートは、大規模な地球シミュレーションのためのツールとテクノロジを開発する NVIDIA のイニシアチブの 1 つです。

昨年 11 月、NVIDIA は、地球のデジタル ツインを作成することで気候変動を予測することを目的とした、Earth-2 と呼ばれるスーパーコンピューターを構築すると発表しました。

NVIDIA と Lockheed Martin は昨年、米国農務省森林局およびコロラド州防火管理局との協力のもと、AI とデジタル ツイン シミュレーションを使用して山火事の理解を深め、その拡大を食い止めようとしていることを発表しました。

そして 3 月、NVIDIA は物理 ML ニューラル ネットワーク モデルを開発するための NVIDIA Modulus AI フレームワークと、NVIDIA Omniverse 3D 仮想世界シミュレーション プラットフォームで構成される、科学計算用のアクセラレーテッド デジタル ツイン プラットフォームを発表しました。

EODT プロジェクトはこれらのイニシアチブに基づいて構築されており、NVIDIA Omniverse Nucleus を利用して、さまざまなアプリケーションがカスタムの可視化可能なアセットを中央のデータ ストアとの間で迅速にインポートおよびエクスポートできるようにします。

NVIDIA の HPC 開発者テクノロジ グループのシニア マネージャーである ピーター メスマー(Peter Messmer) は、次のように述べています。「これは、Omniverse を使用した複雑なシステムの青写真です。ここでは、センサー データ、建築データ、AI 推論データのすべてが、クラウドやさまざまなワークステーションに展開されたさまざまな可視化機能と組み合わされます。これらすべてのコンポーネントを実際の例で強調する絶好の機会でしょう」

動きの速い取り組み

来年 9 月に、海面温度データを可視化するシステムのデモンストレーションが予定されており、この取り組みは迅速に進行するでしょう。本システムは、Amazon Web Services の GPU コンピューティング インスタンスとオンプレミスの NVIDIA DGX および OVX サーバーを利用します。

高速で柔軟なシステムは、NOAA 衛星からの地球物理学的変数と、幅広いソースからの地上データ ソースを可視化するためのプロトタイプを提供します。

これらには、気温と湿度のプロファイル、海面温度、海氷の密度、太陽風のデータなどが含まれます。

データは Lockheed Martin の OpenRosetta3D ソフトウェアによって収集されます。このソフトウェアは、NASA などの政府機関や民間企業による高度な大規模画像分析、ワークフロー オーケストレーション、センサー フュージョンに広く使用されています。

NVIDIA は、Lockheed の OpenRosetta3D テクノロジから処理された地理空間データセットの「スナップショット」を USD (Universal Scene Description) 入力として NVIDIA Omniverse Nucleus に取り込むための一方向のコネクタの開発をサポートします。

USDは、3D ワールド内で記述、構成、シミュレーション、コラボレーションを行うためのオープン ソースで拡張可能なエコシステムで、Pixar Animation Studios が最初に発明しました。

Omniverse Nucleus は、データセットで変更されたものだけを中継する Nucleus の機能のおかげで、データを迅速に利用できるようにするために不可欠であると、モンゴメリー氏は説明しています。

Nucleus はこれらの USD データセットを Unity ベースの Lockheed の Agatha 3D ビューアーに配信し、ユーザーがインタラクティブな 3D の地球および宇宙プラットフォームで複数のセンサーからのデータをすばやく表示できるようにします。

その結果、NOAA の研究者を支援し、最終的には他の場所で最新の利用可能なデータに基づいてより迅速に意思決定を行うシステムが実現するのです。