Norint nuspėti, kaip trys dangaus kūnai, skriejantys aplink vienas kito orbitą, fizikai nesutiko nuo sero Izaoko Niutono laikų, reikėjo atlikti minčių paskaičiavimus. Dabar dirbtinis intelektas (A.I.) parodė, kad jis gali išspręsti problemą per dalį laiko, kurio reikalauja ankstesni požiūriai.
Niutonas pirmasis suformulavo problemą XVII amžiuje, tačiau rasti paprastą būdą jai išspręsti pasirodė nepaprastai sunku. Trijų dangaus objektų, tokių kaip planetos, žvaigždės ir mėnuliai, gravitacinė sąveika sukuria chaotišką sistemą - tokią, kuri yra sudėtinga ir labai jautri kiekvieno kūno pradinėms pozicijoms.
Dabartinis šių problemų sprendimo būdas yra susijęs su programinės įrangos naudojimu, kurio skaičiavimai gali užtrukti savaites ar net mėnesius. Taigi tyrėjai nusprendė išsiaiškinti, ar nervų tinklas - modelio rūšis, atpažįstanti A.I. kad laisvai imituoja smegenų darbą - galėtų padaryti geriau.
Jų sukurtas algoritmas pateikė tikslius sprendimus iki 100 milijonų kartų greičiau nei pažangiausia programinė įranga, žinoma kaip „Brutus“. Tai gali būti neįkainojama astronomams, bandantiems suprasti tokius dalykus kaip žvaigždžių spiečių elgesys ir platesnė Visatos evoliucija, sakė Chrisas Foley, Kembridžo universiteto biostatistikas ir knygos „arXiv“ duomenų bazėje, kurios dar nėra, bendraautorius. būti vertinamas tarpusavyje.
„Šis neuroninis tinklas, jei jis atlieka gerą darbą, turėtų sugebėti mums pateikti sprendimus su precedento neturinčiu laikotarpiu“, - sakė jis „Live Science“. "Taigi, mes galime pradėti galvoti apie pažangą pateikdami daug gilesnius klausimus, pavyzdžiui, kaip formuojasi gravitacinės bangos."
Prieš pradedant prognozuoti neuroninius tinklus, jie turi būti mokomi. Taigi tyrėjai turėjo sugeneruoti 9 900 supaprastintų trijų kūnų scenarijų, naudodamiesi Brutusu, dabartiniu vadovu, kai reikia spręsti trijų kūno problemų problemas.
Tada jie patikrino, kaip neuroninis tinklas gali numatyti 5000 nematytų scenarijų raidą, ir nustatė, kad jo rezultatai artimi Brutuso rezultatams. Tačiau A.I paremta programa problemas išsprendė vidutiniškai vos per sekundės dalį, palyginti su beveik 2 minutėmis.
Priežastys, kad tokios programos kaip „Brutus“ yra tokios lėtos, kad jos išsprendžia problemą brutalia jėga, sakė Foley, skaičiuodamas kiekvieną mažytį dangaus kūnų trajektorijų žingsnį. Neuroninis tinklas, kita vertus, paprasčiausiai peržiūri judesius, kuriuos sukuria šie skaičiavimai, ir išveda modelį, kuris gali padėti numatyti, koks bus ateities scenarijus.
Vis dėlto tai kelia problemų dėl sistemos padidinimo, - teigė Foley. Dabartinis algoritmas yra koncepcijos įrodymas ir išmoktas remiantis supaprastintais scenarijais, tačiau norint mokytis sudėtingesnių scenarijų ar net padidinti dalyvaujančių įstaigų skaičių iki keturių iš penkių pirmiausia reikia sugeneruoti „Brutus“ duomenis, nes tai gali užtrukti ypač ilgai. vartojantis ir brangus.
„Mūsų gebėjimas treniruoti fantastiškai veikiantį neuroninį tinklą ir mūsų galimybė iš tikrųjų gauti duomenis, kuriais treniruotis, yra sąveika“, - sakė jis. "Taigi ten yra trūkumas".
Vienas iš būdų išspręsti šią problemą būtų mokslininkams sukurti bendrą duomenų saugyklą, gautą naudojant tokias programas kaip „Brutus“. Tačiau pirmiausia, norint užtikrinti, kad visi duomenys būtų vienodo standarto ir formato, reikia sukurti standartinius protokolus, sakė Foley.
Vis dar yra keletas problemų, kurias reikia išspręsti naudojant nervinį tinklą, - sakė Foley. Jis gali veikti tik nustatytą laiką, tačiau neįmanoma iš anksto žinoti, kiek laiko užtruks tam tikras scenarijus, todėl algoritmas gali pasibaigti, kol problema nebus išspręsta.
Foley teigė, kad tyrėjai neįsivaizduoja, kad nervinis tinklas veikia izoliuotai. Jie mano, kad geriausias sprendimas būtų tokiai programai kaip „Brutus“ didžiąją dalį kojų padaryti naudojant nervinį tinklą, imantis tik tas modeliavimo dalis, kurios apima sudėtingesnius skaičiavimus, užkertančius kelią programinei įrangai.
„Jūs sukuriate šį hibridą“, - sakė Foley. "Kiekvieną kartą, kai Brutus užstringa, jūs pasitelkiate neuroninį tinklą ir perjungiate jį į priekį. Ir tada jūs įvertinate, ar Brutus tapo nestabilus."
