关键矿物对美国经济和国家安全至关重要，几十年来，美国关键矿物的生产和精炼一直在下降，关键矿物生产更加集中在少数国家。鉴于确保关键矿物供应安全的紧迫性，美国国防部先进研究计划署（DARPA）与美国地质调查局（USGS）合作于2022 年 8 月启动了关键矿物评估人工智能竞赛，2022年12月16日宣布竞赛结果，共有来自工业界、学术界甚至一名高中三年级学生的 18 支队伍争夺第一名1万美元、第二名0.3万美元和第三名0.1万现金奖励^[1]。

关键矿物评估人工智能竞赛帮助美国地质调查局对50多种关键矿产资源进行评估，有助于经济规划和土地使用决策。美国地质调查局利用一个多世纪积累的数据，这些数据主要包含在地质图和报告中，为这些资源评估提供了基本基础。从这些地图中提取有用且准确的信息是一个耗时且费力的过程，人工操作对一种关键矿物的典型评估大约需要两年的时间来准备。USGS 地图目录包含超过 10万张地质图，只有约10%可作为地理配准图像使用，大约一半是分析所需的完全数字化矢量文件，其他90%的数据都由纸质地图的扫描图像组成。

关键矿物评估人工智能竞赛的目标是众包^[2]想法，这些想法可以大大减少使用人工智能和机器学习完成部分评估所需的时间，以实现关键流程的自动化。人工智能在解决与地理配准和提取USGS地图上发现的单个地质特征相关的数据需求方面具有最大的潜力。因此，比赛分为两个不同的子挑战。

在地图地理配准挑战赛中，参与者的任务是在给定的扫描图像中查找地图，并通过将参考点与基础地图对齐来对其进行地理配准，例如网格线、地形、行政边界、道路或城镇。加拿大公司Uncharted因其简单、干净和有条理的解决方案而获得最高奖项。美国公司Jataware获得第二名，来自麻省理工学院、亚利桑那大学和宾夕法尼亚州立大学的“托勒密团队”获得第三名。

对于地图特征提取挑战赛，参与者被要求提取图像地图图例中标识的特征。来自南加州大学信息科学研究所和明尼苏达大学的学生和教师联手，凭借其提取线要素以及面和点的卓越解决方案获得了第一名，来自伊利诺伊大学的“ICM团队”获得第二名，其次是第三名的Uncharted公司。

在整个比赛中，参赛者有长达八周的时间来完成每项挑战。每周他们都可以选择提交结果以进行数据集盲验证，以测试其代码的准确性。挑战的最后一周，参与者都会收到一个完整的盲评估数据集，并有24小时处理和提交他们的代码和他们方法的详细文档，由USGS、美特雷公司和NASA喷气推进实验室的专家进行评估，他们审查了解决方案的准确性和可用性。

为了满足USGS要求的高质量标准，最终的解决方案需要进一步评估和开发才能投入使用。美国地质调查局的专家计划将提交的最佳人工智能算法整合到矿产评估工作流程的可行解决方案中，并可能用于该机构内的其他任务区评估。                         （张秋菊）