Нов модел с изкуствен интелект може да осигури точни прогнози
Нов модел с изкуствен интелект може да осигури високоточни прогнози дори от данни с ниска резолюция
Изследователи от Националната лаборатория Аргон към Министерството на енергетиката на САЩ (DOE), в сътрудничество с учени от Калифорнийския университет в Лос Анджелис, са разработили нов модел на изкуствен интелект (AI), който може да дава високоточни прогнози за времето, използвайки данни с ниска резолюция.
Този пробив би могъл да доведе до революция в областта на прогнозите за времето, като осигури по-точни прогнози при малка част от изчислителните разходи в сравнение с традиционните цифрови модели за прогнозиране на времето.
Традиционните модели за прогнозиране на времето разчитат в голяма степен на уравнения, свързани с термодинамиката и динамиката на флуидите в атмосферата.
Тези модели са изчислително скъпи и обикновено се изпълняват на големи суперкомпютри. Новият модел на ИИ, известен като модел на основата, обаче използва „токени“, които представляват малки частици информация, които алгоритъмът на ИИ използва, за да научи физиката, която управлява времето.
За разлика от традиционните модели, които се основават на текстови последователности, този нов модел използва изображения, за да представи пространствено-времеви данни, като например влажност, температура и скорост на вятъра на различни нива на атмосферата.
Моделът на фондацията може да дава прогнози, които са сравними с тези на моделите с висока резолюция, но при много по-ниски изчислителни разходи.
Това е така, защото моделът може да използва данни с доста ниска разделителна способност и въпреки това да излезе с точни прогнози, което го прави по-ефективен и рентабилен.
Констатациите на екипа показват, че моделът може да надмине възможностите на настоящите модели за прогнозиране след седем дни, като даде на учените допълнителен прозорец към времето.
Работата на екипа е отличена с наградата за най-добър доклад на семинара „Справяне с климатичните промени с машинно обучение“, проведен във Виена, Австрия, във връзка с Международната конференция по учебни представителства 2024.
Проблеми в моделирането на климата
Въпреки че новият модел с изкуствен интелект е многообещаващ за прогнозиране на времето, екипът признава, че използването на същия подход за моделиране на климата е свързано с допълнителни предизвикателства.Моделирането на климата включва анализ на времето във времето, което е сложна задача поради променящия се характер на климата.
Климатът вече не е в стационарно състояние, а допълнителният въглерод в атмосферата променя енергийния бюджет на Земята, което затруднява ефективното числено моделиране на тези промени.
Екипът смята, че моделите на фондацията биха могли да се използват и за моделиране на климата, но частният сектор има повече стимули да търси нови подходи за прогнозиране на времето, отколкото за моделиране на климата.
Работата по моделите на основата за моделиране на климата вероятно ще продължи да бъде в компетенциите на националните лаборатории и университетите, които се занимават с търсене на решения в общ обществен интерес.
Представяне на нов екзамащабен суперкомпютър
Въвеждането на новия екзамащабен суперкомпютър Aurora в Националната лаборатория на Аргон ще помогне на изследователите да обучат много голям модел, базиран на изкуствен интелект, който може да работи при много високи резолюции.
Екипът смята, че машината с екзаскала е необходима за заснемане на фин модел с ИИ.
Този нов суперкомпютър значително ще увеличи възможностите на изследователите да разработват по-точни и подробни прогнози за времето и евентуално дори климатични модели в бъдеще[/highlight].
Бъдещи насоки и приложения
Новият модел с изкуствен интелект има потенциал да бъде приложен в различни области извън прогнозирането на времето, включително и в моделирането на климата, което е значително предизвикателство.
Способността на модела да се справя с данни с ниска резолюция и да изготвя точни прогнози може да бъде приложена и в други области, в които качеството на данните е проблем.
Работата на екипа подчертава потенциала на изкуствения интелект за подобряване на разбирането ни за времето и климата, а приложенията му могат да имат далечни последици за различни сектори, включително авиацията, корабоплаването и управлението на околната среда.
Заключение
В заключение, разработването на новия модел с изкуствен интелект от Националната лаборатория Аргон и Калифорнийския университет в Лос Анджелис представлява значителен пробив в прогнозирането на времето.
Способността на модела да изготвя точни прогнози, използвайки данни с ниска разделителна способност, и потенциалните му приложения в моделирането на климата и други области го превръщат в обещаващ инструмент за подобряване на нашето разбиране за времето и климата.
Въвеждането на новия екзамащабен суперкомпютър „Аврора“ ще подобри още повече възможностите на изследователите за разработване на по-точни и подробни модели, проправяйки пътя за бъдещи постижения в тази област.
