Mielen taipumuslaskelmat, joita tarvitaan ennustamaan, kuinka kolme taivaallista kehoa kiertävät toisiaan, ovat hämmentäneet fyysikkoja Sir Isaac Newtonin ajoista lähtien. Nyt tekoäly (A.I.) on osoittanut, että se voi ratkaista ongelman murto-osassa aikaisemmista lähestymistavoista vaadittua aikaa.
Newton muotoili ongelman ensimmäisenä 1700-luvulla, mutta yksinkertaisen tavan löytäminen sen ratkaisemiseksi on osoittautunut uskomattoman vaikeaksi. Kolmen taivaallisen esineen, kuten planeettojen, tähtien ja kuiden, väliset gravitaatiovuorovaikutukset johtavat kaoottiseen järjestelmään - sellaiseen, joka on monimutkainen ja erittäin herkkä kunkin ruumiin lähtöasennoille.
Nykyisiin lähestymistapoihin näiden ongelmien ratkaisemiseksi sisältyy ohjelmiston käyttö, joka voi viedä viikkoja tai jopa kuukausia laskelmien suorittamiseen. Joten tutkijat päättivät nähdä, onko hermoverkko - tyyppinen malli, joka tunnistaa A.I. joka jäljittelee löysästi kuinka aivot toimivat - voisivat tehdä paremmin.
Heidän rakentama algoritmi tarjosi tarkkoja ratkaisuja jopa 100 miljoonaa kertaa nopeammin kuin edistynein Brutus-niminen ohjelmisto. Se voi osoittautua arvokkaana tähtitieteilijöille, jotka yrittävät ymmärtää esimerkiksi tähtiklustereiden käyttäytymistä ja maailmankaikkeuden laajempaa evoluutiota, kertoi Chris Foley, Cambridgen yliopiston biostatistikko ja arXiv-tietokantaan liittyvän paperin kirjoittaja. olla vertaisarvioitu.
"Tämän hermoverkon, jos se tekee hyvää työtä, pitäisi pystyä tarjoamaan meille ratkaisuja ennennäkemättömässä ajassa", hän kertoi Live Science: lle. "Joten voimme alkaa miettiä etenemistä paljon syvempien kysymysten suhteen, kuten kuinka painovoima-aallot muodostuvat."
Neuraaliverkot on koulutettava syöttämällä tietoja ennen kuin ne voivat tehdä ennusteita. Joten tutkijoiden piti tuottaa 9 900 yksinkertaistettua kolmen ruumiin skenaariota Brutuksella, nykyisellä johtajalla, kun kyse on kehon ongelmista.
Sitten he testasivat, kuinka hyvin hermoverkko pystyi ennustamaan 5000 näkymättömän skenaarion kehitystä, ja löysivät sen tulokset läheltä Brutuksen tuloksia. A.I.-pohjainen ohjelma kuitenkin ratkaisi ongelmat keskimäärin vain murto-sekunnissa verrattuna lähes 2 minuuttiin.
Syynä siihen, että Brutun kaltaiset ohjelmat ovat niin hitaita, että ne ratkaisevat ongelman raa'alla voimalla, Foley sanoi, suorittaen laskelmat taivaankappaleiden kulkuväylien jokaiseen pieneen vaiheeseen. Neuraaliverkko puolestaan vain tarkastelee liikkeitä, joita nämä laskelmat tuottavat, ja päättelee kuvion, joka voi auttaa ennustamaan, miten tulevat skenaariot toistetaan.
Tämä on kuitenkin ongelma järjestelmän skaalaamisessa, Foley sanoi. Nykyinen algoritmi on todiste konseptista ja opittu yksinkertaistetuista skenaarioista, mutta monimutkaisempien kouluttaminen tai jopa osallistuvien elinten lukumäärän lisääminen neljään viidestä edellyttää ensin, että sinun on tuotettava Brutus-tiedot, mikä voi olla erittäin aikaa vievää kuluttava ja kallis.
"Kykymme kouluttaa fantastisesti toimiva hermoverkko ja kykymme todella saada tietoja, joiden avulla sitä voidaan harjoitella, ovat vuorovaikutuksessa", hän sanoi. "Joten siellä on pullonkaula."
Yksi tapa ongelman ratkaisemiseksi olisi tutkijoiden luoda yhteinen arkisto tietoille, jotka on tuotettu Brutuksen kaltaisten ohjelmien avulla. Mutta ensin se edellyttäisi standardiprotokollien luomista, jotta varmistetaan, että kaikilla tiedoilla on yhtenäinen standardi ja muoto, Foley sanoi.
Foley kertoi, että myös hermostoverkon kanssa on vielä käsiteltävä muutamia asioita. Se voi toimia vain asetetun ajan, mutta ei ole mahdollista tietää etukäteen, kuinka kauan tietyn skenaarion toteuttaminen vie, joten algoritmi voi loppua höyryltä ennen ongelman ratkaisemista.
Tutkijat eivät kuitenkaan aio hermoverkkoa työskennellä eristettynä, Foley sanoi. Heidän mielestään paras ratkaisu olisi Brutun kaltaiselle ohjelmalle suurin osa jalkatyöstä hermoverkolla ottaen huomioon vain simulaation osat, joihin sisältyy monimutkaisempia laskelmia, jotka ohjaavat ohjelmiston.
"Sinä luot tämän hybridi", Foley sanoi. "Joka kerta kun Brutus jumittuu, käytät hermoverkkoa ja siirrät sitä eteenpäin. Ja sitten arvioit, onko Brutus jäänyt tyhjäksi."
