AI dokáže predpovedať počasie za pár sekúnd aj bez potreby superpočítačov

Program na predpoveď počasia s umelou inteligenciou, ktorý beží na bežnom počítači, sa môže vyrovnať presnosti tradičných predpovedí, ktorých vypracovanie na výkonných superpočítačoch trvá hodiny alebo aj dni, tvrdia jeho tvorcovia. Predpovede počasia sa od 50. rokov 20. storočia zakladajú na fyzikálnych modeloch, ktoré sa extrapolujú z pozorovaní uskutočnených pomocou satelitov, balónov a meteorologických staníc. Tieto výpočty, známe ako numerické predpovede počasia (numerical weather prediction – NWP), sú však mimoriadne náročné a využívajú obrovské, drahé a energeticky náročné superpočítače.

V posledných rokoch sa výskumníci snažia tento proces zefektívniť pomocou umelej inteligencie. Vedci spoločnosti Google minulý rok vytvorili nástroj AI, ktorý by mohol nahradiť malé časti zložitého kódu v každej bunke modelu počasia, čím by sa výrazne znížil potrebný výkon počítača. Spoločnosť DeepMind neskôr zašla ešte ďalej a použila AI na nahradenie celej predpovede. Tento prístup si osvojilo aj Európske centrum pre strednodobé predpovede počasia (ECMWF), ktoré nedávno spustilo nástroj s názvom Artificial Intelligence Forecasting System.

Toto postupné rozširovanie úlohy umelej inteligencie v predpovedaní počasia však nedokázalo nahradiť všetky tradičné výpočty, čo sa snaží zmeniť nový model vytvorený Richardom Turnerom z Cambridgeskej univerzity a jeho kolegami. Turner vysvetľuje, že predchádzajúce metódy sa zameriavali len na predpovedanie a prehliadali kľúčový krok nazývaný inicializácia. Tento krok zahŕňa zhromažďovanie a organizovanie údajov zo satelitov, balónov a meteorologických staníc po celom svete, čo podľa Turnera spotrebuje polovicu výpočtových zdrojov.

Výskumníci vyvinuli nový model s názvom Aardvark Weather, ktorý kombinuje predpovedanie aj inicializáciu. Podľa ich štúdie využíva len 10 % údajov v porovnaní s existujúcimi systémami, ale napriek tomu poskytuje výsledky podobné najnovším predpovediam NWP. Aardvark dokáže na stolovom počítači vygenerovať úplnú predpoveď približne za jednu sekundu, zatiaľ čo na superpočítači môžu predpovede NWP trvať hodiny alebo dni. 

Model Aardvark však pracuje na hrubšej mriežke ako niektoré existujúce modely. Používa sieťový model zemského povrchu s bunkami s veľkosťou 1,5 štvorcového stupňa, zatiaľ čo model ERA5 ECMWF používa sieť s bunkami s veľkosťou len 0,3 stupňa. To obmedzuje jeho schopnosť zachytiť komplexné modely počasia. 

Turner verí, že Aardvark dokáže identifikovať neobvyklé poveternostné udalosti lepšie ako niektoré modely, ale uznáva, že pri tréningu sa spolieha na modely založené na fyzike. Odborníci naznačujú, že budúcnosť predpovedania počasia môže zahŕňať modely umelej inteligencie vyškolené na presných fyzikálnych modeloch na rýchlejšie výsledky. Štúdia bola publikovaná v časopise Nature. 

Zdroj: newscientist.com.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}