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
Prešli za hranice reality. Vedci objavili v kvantovom tuneli nový jav, ktorý prepíše učebnice
Astronomická lahôdka: Obloha sa čoskoro zmení na živú mapu vesmíru, takto ju uvidíš zo Slovenska
Zaplatil milióny za úlomok planéty. V USA vydražili kus Marsu, jeho cena prekonala očakávania
S týmto eko palivom musíme v budúcnosti počítať. Vedci ho vyrobili zo špinavej vody a odpadu
Američania stavajú vesmírny maglev. Neuveríš, na čo má slúžiť a ako im ušetrí palivo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Prekvapivý zvrat na trhu práce mení rebríček najžiadanejších absolventov vysokých škôl. Jednotkou už nie je IT
EÚ schválila 18. balík sankcií proti Rusku. Fico ustúpil tlaku
Fico otočil, EÚ prijala nový balík sankcií proti Rusku. Takéto majú byť garancie pre Slovensko
Snoop Dogg sa stal spolumajiteľom známeho futbalového klubu: „Príbeh klubu a regiónu ma oslovil“
Analýza miliónov letov šokuje cestujúcich a odhaľuje prekvapivú pravdu o spoľahlivosti európskych aeroliniek
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Najväčší hit Netflixu úplne prehliadli. Toto sú podľa kritikov najlepšie seriály roka
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Krvavý turnaj je späť. Mortal Kombat 2 dostal prvé video, dorazí čoskoro
- Tento pohon áut vôbec nie je taký čistý, ako si mysleli. V novej štúdii ho elektromobily rozdupali
- Záhadný kameň v Egypte nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté 5000 rokov
-
- Vedci našli niečo, čo popiera fyziku. Výbuch jadrovej bomby vytvoril materiál, ktorý nemal existovať
- Českí filmári zobrali „dezolátov“ na Ukrajinu a ukázali im vojnu. Takto vyzerali ich reakcie (VIDEO)
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Netflix opäť trafil do čierneho. Drsnú krimi sériu považujú kritici za jeden z najlepších seriálov roka
- Nočná mora Rusov funguje. Ukrajina dostala od USA špeciálne zariadenia, ktoré môžu rozhodnúť vojnu
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Taiwan ukázal svetu, čo sa stane, ak zaútočí Čína. V kľúčovom teste všetkých zarazili
- Našiel som dokonalé rodinné auto. Na novej Dacii som prešiel 1 400 km do Chorvátska, otvorila mi oči
- POZOR: Nová dopravná značka mätie vodičov. Toto musíš spraviť, keď ju uvidíš
- Týmto raketám neunikne nikto. Kórea do nich vložila niečo, čo zlikviduje akýkoľvek cieľ
Svetový úspech vedcov SAV: Slováci vyvinuli zbraň proti vírusu, ktorý môže spúšťať rakovinu
Aplikácia Slovenskej pošty sa mení na digitálnu pobočku: Pribudnú kľúčové novinky
Slováci nakupujú inak, predajcov pribúda. E-shopy u nás prechádzajú premenou
Slovákov masívne ohrozuje nový typ kybernetického útoku. Je horší než phishing
USA zavedú jednotné clá. Zasiahne to vyše 150 krajín naraz
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP