Prelomový moment: Umelá inteligencia rozlúskla rovnice, ktorými lepšie pochopíme fungovanie sveta
Vďaka novému výskumu publikovanom na webe Arxiv budeme môcť pomocou umelej inteligencie vyriešiť zložité matematické problémy, ktoré umožnia lepšie pochopiť svet okolo nás, o téme informoval portál Technologyreview známej univerzity MIT.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okne
Presnejšie sa vedci vo svojej štúdii zaujímali, ako by sme pomocou umelej inteligencie mohli riešiť parciálne diferenciálne rovnice. Parciálne diferenciálne rovnice sú kategória matematických rovníc, ktoré veľmi dobre popisujú zmeny priestoru a času, a preto sa pomerne často využívajú na opis fyzikálnych javov v našom vesmíre.

Parciálne diferenciálne rovnice
Inými slovami, parciálne diferenciálne rovnice sú v matematike rovnice, ktoré sú zovšeobecnením obyčajných diferenciálnych rovníc, pričom obsahujú neznámu funkciu niekoľkých nezávislých premenných a jej parciálne derivácie. Tieto rovnice môžu byť tiež použité na modelovanie a o to všetkého od planetárnych dráh až po turbulentné prúdenie, čím výrazne prispievajú k lepšiemu pochopeniu sveta okolo nás.
Problém však je, že parciálne diferenciálne rovnice sú veľmi zložité a časovo náročné, a preto ich za nás často riešia superpočítače. Hoci rôzne vedné disciplíny, ktoré s nimi často pracujú využívajú na výpočty superpočítače, čas na ich vyriešenie je stále veľmi dlhý. Z tohto dôvodu sa o túto problematiku zaujíma aj špeciálne odvetvie umelej inteligencie, ktorého cieľom je pomocou hlbokého učenia urýchliť proces ich riešenia, informoval portál MC.
Tím vedcov z Caltechu predstavil vo svojej štúdii nový spôsob hlbokého učenia, ktorý je oveľa presnejší a až 1000-krát rýchlejší ako predchádzajúce metódy hlbokého učenia. Metóda je tiež oveľa zovšeobecniteľnejšia a umožňuje vyriešiť celé „rodiny“ parciálnych diferenciálnych rovníc bez potreby preškolenia celého systému. Tieto rovnice môžu byť tiež použité na modelovanie a o to všetkého od planetárnych dráh až po turbulentné prúdenie.
Hlboké učenie
Hlboké učenie je špeciálny druh strojového učenia založeného na neurónových sieťach. Tie ponúkajú možnosť počítaču naučiť sa automaticky rozpoznať vzorce dát namiesto toho, aby programátori museli ručne programovať pravidlá pre ich spracovanie. Neurónové siete sa tradične trénujú na aproximáciu funkcií medzi vstupmi a výstupmi definovanými v unitárnom priestore, ktorý možno popísať na grafe x, y, z.
Hlavným rozdielom medzi hĺbkovým a strojovým učením je jeho vykonávanie so zvyšujúcou sa veľkosťou údajov. Algoritmy pre hlboké vzdelávanie potrebujú vo väčšine prípadov veľké množstvo údajov. Tentokrát sa však vedci rozhodli definovať vstupy a výstupy vo Furierovom priestore, čo je špeciálny typ grafu určený na vykreslenie vlnových frekvencií.
Ako uviedli vedci vo svojej práci, tento spôsob sa im zdal vhodný najmä preto, lebo už aj iné štúdie naznačili, že napríklad pohyb vzduchu možno v skutočnosti označiť za kombináciu vlnových frekvencií, kde smer vzduchu na makroúrovni je charakterizovaný veľmi dlhými a pomalými vlnami a na makroúrovni je naoapk charakterizovaný vysokými a rýchlymi vlnami. Vďaka tomu sa tímu vecou podarilo zvýšiť presnosť, efektívnosť a výrazne zjednodušiť prácu neurónovej siete.
Experiment odhalil zaujímavé dáta
Celú prácu sa podarilo aj experimentálne overiť na Navier-Stokesovej rovnici, ktorá popisuje prúdenie nestlačiteľnej newtonovskej tekutiny.
Výsledky práce tohto tímu možno sledovať na animácii nižšie, ktorá v prvom stĺpci zobrazuje počiatočne podmienky tekutiny, druhý stĺpec predstavuje reálny pohyb tekutiny a tretí predikciu pohybu vykonanú umelou inteligenciou. V zásade môžeme povedať, že predikcia je takmer na nerozoznanie od reálneho správania tejto tekutiny.

Autori výskumu tiež uviedli, že pri riešení Navier-Stokesovej rovnice pomocou ich metódy dosiahli až o 30 % nižšiu chybovosť, ako vykazujú iné metódy hlbokého učenia. Okrem toho sa im túto metódu podarilo natoľko zovšeobecniť, že algoritmus hlbokého učenia nie je potrebné trénovať pre každý typ tekutiny zvlášť.
Fourier Neural Operator for Parametric Partial Differential Equations #Hamm400aos https://t.co/ABYRwadcT7
— MC HAMMER (@MCHammer) October 22, 2020
Hoci túto metódu nestihli vedci vyskúšať aj na iných príkladoch, očakáva sa, že umelá inteligencia to s využitím tejto metódy hlbokého učenia zvládne bez najmenších problémov. Výskum vyvolal v zahraničí taký rozruch, že o ňom informoval dokonca aj MC Hammer známy predovšetkým zo skladby „U Can’t Touch This“.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Vedci vytvorili Zem bez života. Má ukázať, prečo sa pri hľadaní mimozemského života môžeme mýliť

Pod povrchom Marsu sa môže ukrývať život. Vedci naznačili, ako ho hľadať

Fyzici čakali na tento moment 42 rokov. V CERNe zachytili dôkaz mimoriadne vzácneho javu

Na konci sveta vedci odhalili 153 rokov staré tajomstvo. Odohral sa tam krutý boj o prežitie

Vedci odhalili desivé tajomstvo Hirošimy. Stačili im dve slová v 81 rokov starom dokumente
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Štát chce vedieť, koľko máš na účte a čo všetko vlastníš. Tisíce Slovákov čaká povinné zisťovanie

Majitelia e-bikov robia pred zimou chybu, ktorá môže skrátiť životnosť batérie. Stačí pritom jednoduché pravidlo

Pasca na slovenských vodičov: Skratka z diaľnice ťa vyjde na 726 eur, nepomôže ti ani Waze či Google Maps

Kríza či masívny blackout: Únia radí zásoby na 14 dní. Vieme, koľko stojí balíček potravín pre dospelého Slováka

Obľúbená značka bicyklov po 33 rokoch končí. Slováci na jej modeloch jazdia dodnes, najdrahšie stáli 9 500 eur
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Rusi vsadili karty na odpísaný pohon. Ich nový vlak prejde 740 km bez kvapky nafty
- Svätý grál energetiky je na dosah ruky. Európa úspešne otestovala gigantický 330-tonový magnet
- Najväčšie fantasy roka aj vojnový veľkofilm od Netflixu. TOP 14 nových filmov a seriálov, ktoré dorazia v novembri
- Ľudstvo sníva o cestovaní v čase celé stáročia. Vedcom stoja v ceste len tri riadky matematiky
- Akčný trhák predsa len príde na Slovensko. Ponížil Hollywood a získal Oscara
-
- Rusi vsadili karty na odpísaný pohon. Ich nový vlak prejde 740 km bez kvapky nafty
- Svätý grál energetiky je na dosah ruky. Európa úspešne otestovala gigantický 330-tonový magnet
- Napájala by celý svet až 2 roky. V Európe našli pod zemou masívne ložisko „čistej energie”
- Najväčšie fantasy roka aj vojnový veľkofilm od Netflixu. TOP 14 nových filmov a seriálov, ktoré dorazia v novembri
- Zlacnel takmer o 10-tisíc a predaje vystrelili. Kórejský elektromobil ide ako teplé rožky
-
- Rusi vsadili karty na odpísaný pohon. Ich nový vlak prejde 740 km bez kvapky nafty
- Brusel zavádza novinku pre e-biky aj kolobežky. Zmenu pocítia aj Slováci a poriadne zamieša trhom
- Napájala by celý svet až 2 roky. V Európe našli pod zemou masívne ložisko „čistej energie”
- Číňania posunuli hranice elektromobility. Ich nový pohon dokáže niečo, čo bežný motor nezvládne
- Má 66 radarov s umelou inteligenciou a na pokutách už vybrali milióny. Táto obec je postrachom vodičov
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Štát chce vedieť, koľko máš na účte a čo všetko vlastníš. Tisíce Slovákov čaká povinné zisťovanie

Majitelia e-bikov robia pred zimou chybu, ktorá môže skrátiť životnosť batérie. Stačí pritom jednoduché pravidlo

Pasca na slovenských vodičov: Skratka z diaľnice ťa vyjde na 726 eur, nepomôže ti ani Waze či Google Maps

Kríza či masívny blackout: Únia radí zásoby na 14 dní. Vieme, koľko stojí balíček potravín pre dospelého Slováka

