هوش مصنوعی؛ پلی میان صنعت پزشکی و پیش‌بینی دقیق آب و هوا

به گزارش رکنا، پیش‌بینی شرایط جوی ممکن است به زودی با کمک یک ابزار غیرمنتظره، دچار تحولی چشمگیر شود. این ابزار، همان هوش مصنوعی است که پیش‌تر در حوزه تجزیه و تحلیل اسکن‌های مغزی پزشکی مورد استفاده قرار می‌گرفت.

 پژوهشگران چینی موفق به خلق یک سیستم مبتنی بر هوش مصنوعی شده‌اند که می‌تواند ظرف چند ثانیه، پیش‌بینی‌های پنج روز آینده آب و هوا را ارائه دهد. این در حالی است که مدل‌های ابررایانه‌ای سنتی، برای همان پیش‌بینی‌ها به چندین ساعت یا حتی روزها نیاز دارند و هزینه‌های سنگینی نیز به همراه دارند.

بنابر گزارش اس‌اف، این تحقیقات چشم‌انداز جدیدی برای پیش‌بینی‌های دقیق‌تر آب و هوا، از بارندگی‌های آخر هفته گرفته تا طوفان‌های پرخطر، برای هواشناسان پدید آورده است.

هوش مصنوعی و تغییر سبک پیش‌بینی‌های آب و هوایی

در حالی که سیستم‌های پیش‌بینی در سراسر جهان بر ابزارهای عظیم و مدل‌های عددی متکی هستند که به حل معادلات پیچیده فیزیکی می‌پردازند، روش نوآورانه جدید الگوهای موجود در داده‌های تاریخی آب و هوایی را به طور مستقیم از طریق یادگیری عمیق فرا می‌گیرد. این فناوری با سرعت بیشتر و قابلیت بهره‌برداری از داده‌های حجیم، نسبت به سامانه‌های سنتی برتری نشان می‌دهد.

پژوهشگران اعلام کردند که استفاده از روش‌های یادگیری عمیق به جای روش‌های سنتی، محدودیت‌های ناشی از مدیریت فرآیندهای پیچیده و ماهیت آشوب‌زای جو را برطرف می‌کند. این محدودیت‌ها معمولاً منجر به افزایش خطا در پیش‌بینی‌های طولانی‌مدت می‌شوند.

فناوری پزشکی در خدمت هواشناسی

مطالعاتی که به سرپرستی کنگ‌چی کائو از دانشگاه پلی‌تکنیک شیان در چین انجام شده است، نشان داد که مدل‌های هوش مصنوعی، طراحی‌شده برای شناسایی تومورها و تحلیل اسکن‌های مغزی، در تشخیص الگوهای آب و هوایی در مناطق مختلف نیز عملکرد خوبی دارند. این مدل‌ها در پیش‌بینی‌های منطقه‌ای با داده‌های تاریخی محدود، نسبت به ابزارهای هوش مصنوعی سنتی برای پیش‌بینی آب و هوا پیشتاز بوده‌اند.

پیش‌بینی آبشاری برای کاهش خطاها

این تیم تحقیقاتی، یک روش جدید به نام پیش‌بینی آبشاری را توسعه داده‌اند که پیش‌بینی‌های پنج روز آینده را به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم می‌کند. این بخش‌ها هر کدام به طور مستقل توسط مدل‌های هوش مصنوعی آموزش داده‌شده برای هر روز، پیش‌بینی می‌شوند. در کنار این روش، پژوهشگران از تکنیک نویز گاوسی قابل یادگیری استفاده کرده‌اند که به افزایش دقت پیش‌بینی‌ها منجر شد.

مدل جدید در آزمایش‌های خود روی داده‌های آب و هوایی شرق آسیا، عملکرد بسیار بهتری نسبت به مدل‌های سنتی داشت. مدل‌های هوش مصنوعی توانستند در ارزیابی عملکرد، تا ۲۰ درصد نتایج دقیق‌تر ارائه دهند.

انقلابی در دسترسی به پیش‌بینی‌های جوی

این فناوری جدید، نه تنها سریع‌تر بلکه ارزان‌تر نیز است و می‌تواند دسترسی به پیش‌بینی‌های آب و هوا را در مناطق کمتر توسعه‌یافته افزایش دهد. برخلاف مدل‌های سنتی، که نیازمند زیرساخت‌های ابررایانه‌ای هستند، سامانه هوش مصنوعی جدید می‌تواند در عرض چند ثانیه نتایج دقیق ارائه دهد و نیاز به سرمایه‌گذاری‌های سنگین را از میان بردارد.

با وجود این، فناوری مذکور محدودیت‌هایی نیز دارد. این مطالعه عمدتاً روی داده‌های آب و هوایی یک منطقه خاص از شرق آسیا تمرکز داشت و نیاز است عملکرد آن در سایر مناطق جغرافیایی مورد آزمایش قرار گیرد.

با افزایش هزینه‌ها و فراوانی رویدادهای شدید آب و هوایی ناشی از تغییرات اقلیمی، پیش‌بینی‌های دقیق‌تر می‌توانند اثرات اجتماعی مثبت بزرگی داشته باشند و ابزاری برای نجات جان انسان‌ها فراهم کنند.

این یافته‌ها در نشریه علمی Atmospheric and Oceanic Science Letters منتشر شده‌اند.