Земля

Штучний інтелект спрогнозував шторми з високою точністю

Вчені проаналізували природу штормів і сильних хвиль в Тихому океані. Для цього вони використовували штучний інтелект і змогли навчити його прогнозувати такі явища. Дослідники вважають, що розробка допоможе зрозуміти багато природних явищ і навчитися передбачати їх.

©canva

Довгий час прогнозування штормів і хвиль залежало від моделей, заснованих на фізичних рівняннях. Проблема в тому, що обчислення виходили занадто складними і громіздкими, оскільки фахівцям доводилося враховувати безліч природних процесів.

Дослідницька група Інституту океанології Китайської академії наук (IOCAS) вивчила шторми і великі хвилі Тихого океану за допомогою штучного інтелекту (ШІ). Вони створили супутникову модель глибокого навчання, що прогнозує зміни температури поверхні води (SST), яка пов’язана з появою високих хвиль і штормів. Результати опубліковані в журналі Science Advances .

«Технологія штучного інтелекту — перспективний спосіб моделювання складних океанічних явищ та обхід труднощів, з якими стикаються традиційні числові моделі», — зазначив професор Чи Сяофен, керівник дослідження.
Супутникові та прогнозовані ШІ карти на трьох послідовних часових кроках 12, 17 та 22 вересня 2010-го року з інтервалом у 5 днів / © Science Advances

Модель глибокого навчання використовує супутникові дані для роботи. На них вона вивчає, що передувало підвищення температури й що зазвичай йде за ним, після чого робить прогноз. Протягом дев’яти років випробувань (2010-2019 роки) модель точно і ефективно передбачала зміни температури поверхні Тихого океану і наступні за ними явища. Алгоритм працює швидко: авторам знадобилося близько хвилини, щоб завершити польовий прогноз SST усього періоду тестування на звичайному настільному комп’ютері.

Робота моделі заснована на даних фактичних спостережень, вона робить точні прогнози, використовуючи інформацію декількох фізичних параметрів: наприклад, тільки супутникових даних SST. Розробники вважають, що її можна буде модифікувати: модель буде використовувати різні дані й підійде для прогнозування інших природних явищ.

Засновані на машинному навчанні моделі для прогнозування океанічних явищ привернули увагу фахівців. Одночасно з ними з’явилися схожі розробки, які вивчають атмосферні процеси. Автори дослідження вважають, що в майбутньому, з поліпшенням архітектури мережі, складні явища, наприклад тропічні циклони, можна буде передбачати швидко і з високою точністю.

Поєднання нової технології й старого числового методу також важливо.

«Моделі на основі штучного інтелекту, статистичні і традиційні числові можуть доповнювати один одного і забезпечувати нову перспективу для вивчення складних океанічних особливостей», — сказав професор Лі.

Розробка показує, що використання ШІ може бути надійним і перспективним способом моделювання та прогнозування складних океанічних явищ в епоху великих даних супутникового дистанційного зондування. Автори вважають, що вона сприятиме проведенню міждисциплінарних досліджень в області океанічних і атмосферних явищ.

Натхнення: naked-science.ru

Кнопка «Наверх»