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.
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
Vakcína proti covidu prekvapila vedcov. Môže pomáhať pri liečbe rakoviny
Prelom v jadrovej fúzii: Vedci konečne stabilizovali plazmu a sú krok od „svätého grálu“ čistej energie
Slováci dnes uvidia vesmírne divadlo: „Ohnivému dážďu“ nebude prekážať Mesiac, stačí ti voľné oko
Z vesmíru sa zrútil na Zem žeravý objekt. Ak sa ho človek dotkne, riskuje veľké zdravotné problémy
Vedci objavili 2000-ročný hrob, ktorý popiera logiku. Rímska mohyla blízko Slovenska ukrýva veľkú záhadu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Slovensko zvažuje úpravu vyplácania 13. dôchodku. V Maďarsku majú aj 14., no seniori sú stále nespokojní
64-ročný Slovák s rodinou ovláda majetok v hodnote 180 miliónov eur. Začínal doručovaním telegramov na Trabante
Sociálna poisťovňa sprísnila kontrolu PN. Firmy podozrivých zamestnancov nahlasujú online
Rastlinné jedlá dokážu poškodiť srdce, tvrdia vedci. Niektoré potraviny môžu byť rovnako škodlivé ako fast food
EÚ zvažuje zákaz základnej zložky v dezinfekcii kvôli obavám z rakoviny. Lekári hovoria o katastrofálnych následkoch
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Máš doma staré mobily? Nevyhadzuj ich, obľúbený operátor ti za každý jeden dá až 100 GB dát
- Experti bijú na poplach. AI vypočítala, ako drasticky sa zmení svet v roku 2030
- Ak nepriateľ zaútočí, bude čeliť vlastnému koncu. Európsky štát otestoval 8100-tonový jadrový kolos
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
- Z vesmíru sa zrútil na Zem žeravý objekt. Ak sa ho človek dotkne, riskuje veľké zdravotné problémy
-
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
- Ak nepriateľ zaútočí, bude čeliť vlastnému koncu. Európsky štát otestoval 8100-tonový jadrový kolos
- Máš doma staré mobily? Nevyhadzuj ich, obľúbený operátor ti za každý jeden dá až 100 GB dát
- Vedci objavili 2000-ročný hrob, ktorý popiera logiku. Rímska mohyla blízko Slovenska ukrýva veľkú záhadu
- Experti bijú na poplach. AI vypočítala, ako drasticky sa zmení svet v roku 2030
-
- Ak nepriateľ zaútočí, bude čeliť vlastnému koncu. Európsky štát otestoval 8100-tonový jadrový kolos
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Sovieti mali v rukách väčší klenot ako Concorde, no bol úplnou nočnou morou
- Vedci objavili 2000-ročný hrob, ktorý popiera logiku. Rímska mohyla blízko Slovenska ukrýva veľkú záhadu
Zelenskyi otvorene: Iba tieto ničivé zbrane vrátia Putina späť do reality a zmenia vojnu
Viac než 2000 vedcov varuje EÚ: Takáto klimatická politika bude devastačná, vzďaľuje sa faktom
89 rokov si to nikto nevšimol. Študentka urobila prevratný objav, vylepší kľúčový zdroj energie
Nahradia zastarané Tornáda. Štát EÚ chce kúpiť ďalšie stíhačky od USA, ponesú jadrové bomby
Dosiahne rýchlosť 309 km/h a Rusov privedie do šialenstva. Ukrajina našla odpoveď na zákernú zbraň
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP