Учені розповіли, як "порозумнішалий" ШІ врятує людей від руйнівних катаклізмів (відео)

потоп
Фото: Pixabay

Машинний алгоритм вивчив зміни клімату з 1980-х років і передбачив небезпечні зливи з точністю 90%. Це допоможе людству захиститися від стихійних лих.

Американські інженери розробили алгоритм штучного інтелекту, який може передбачати масштабні повені.

Їхнє дослідження опубліковане в журналі Geophysical Research Letters, передає сайт Phys.org.

Від посух у Каліфорнії до руйнівних повеней у Китаї — екстремальні погодні умови викликали хаос цього літа. Провідний автор дослідження Френсіс Девенпорт зі Стенфордської школи наук про Землю, енергії та навколишнього середовища прогнозує, що в найближчому майбутньому природні катаклізми відбуватимуться набагато частіше, тому дуже важливо готуватися до них заздалегідь, а допоможе в цьому ШІ.

Природа екстремальних погодних явищ дуже складна, а зараз їх практично неможливо точно передбачити через постійно мінливий клімат. Фахівці припускають, що глобальне потепління незабаром спровокує сильніші дощі та снігопади, а також змінить час і місце виникнення штормів. Американські вчені одними з перших вирішили використовувати штучний інтелект для аналізу причин довгострокових змін погоди.

"Наша мета полягала в тому, щоб зрозуміти, чому збільшується кількість екстремальних опадів, що, зі свого боку, могло б призвести до більш точних прогнозів майбутніх повеней", — зазначив Френсіс Девенпорт.

Співавтор дослідження Ноа Диффенбах запевняє, що інноваційний підхід до використання машинного навчання відкриває нові можливості для розуміння основних причин зміни погоди. ШІ дозволить общинам або владі заздалегідь приготуватися до природних катастроф і їхніх наслідків, які "виходять за рамки історичного досвіду". Наприклад, отримані висновки люди зможуть враховувати під час будівництва будинків, мостів і доріг біля водойм.

Учені зосередилися на верхньому вододілі Міссісіпі та східній частині вододілу Міссурі. У цій частині США, яка охоплює дев'ять штатів, зафіксували екстремальні опади, а за останні десятиліття тут все частіше трапляються великі повені. Спочатку автори використовували загальнодоступні кліматичні дані для розрахунку кількості днів із сильними зливами з 1981 по 2019 роки, потім вони навчили ШІ аналізувати дані сітки, такі як зображення, і розраховувати великомасштабні моделі атмосферної циркуляції, пов'язані з опадами.

"Алгоритм, який ми використовуємо, правильно визначає більше 90% днів, коли рівень опадів зашкалює, що вище, ніж ефективність традиційних статистичних методів, які ми тестували", — зазначив Девенпорт.

Після навчання ШІ визначив чинники, що призводять до збільшення опадів на Середньому Заході США. Як з'ясувалося, з початку 2000-х моделі атмосферного тиску, які призводять до екстремальних опадів, стали більш частими, збільшуючись приблизно на один день на рік, а з 1980-х років показники змінювалися значно повільніше.

опади
Графік атмосферних опадів із 1980 по 2020 роки на Середньому Заході США
Фото: phys.org

Учені помітили, що коли з'являються моделі тиску, кількість опадів значно зростає. Вони планують розширити дослідження і простежити, як виявлені фактори вплинуть на погоду в майбутньому. Крім того, Девенпорт і Диффенбах збираються проаналізувати ситуацію в інших регіонах США, з огляду на погодні фронти, тропічні циклони й інші умови.

"Хоча спочатку ми зосередилися на Середньому Заході, наш підхід може бути застосований до інших регіонів і використаний для більш широкого розуміння змін клімату. Це допоможе суспільству краще підготуватися до наслідків", — підсумував Девенпорт.

Раніше писали, що революційний ШІ розкрив таємниці будови людської ДНК. Він передбачив будову білків, які відповідають практично за всі процеси в організмі живих істот, що дозволить створити принципово нові ліки і значно поліпшити медицину.