La nuova intelligenza artificiale potrebbe scoprire leggi fisiche nascoste

Una nuova tecnologia di intelligenza artificiale (AI) in grado di scoprire leggi fisiche nascoste è stata sviluppata dai ricercatori dell'Università di Kobe e dell'Università di Osaka. L'intelligenza artificiale può estrarre equazioni del moto nascoste da regolari dati osservativi, che vengono poi utilizzati per creare un modello basato sulle leggi della fisica. 

Il nuovo sviluppo potrebbe consentire agli esperti di scoprire le equazioni del moto nascoste dietro fenomeni inspiegabili. 

Il gruppo di ricerca comprendeva il professore associato Yaguchi Takaharu e il dottorato di ricerca. studente Chen Yuhan dell'Università di Kobe, così come il professore associato Matsubara Takashi dell'Università di Osaka.

La ricerca è stata presentata il mese scorso al Trentacinquesima conferenza sui sistemi di elaborazione delle informazioni neurali (NeurlPS2021).

Predire i fenomeni fisici 

Per fare previsioni sui fenomeni fisici, gli esperti di solito si affidano a simulazioni con supercomputer. Le simulazioni utilizzano modelli matematici basati sulle leggi della fisica, ma i risultati possono essere inaffidabili se il modello è discutibile. Ecco perché è fondamentale disporre di un metodo per produrre modelli affidabili a partire dai dati osservativi dei fenomeni. 

La nuova ricerca ha sviluppato un metodo per scoprire nuove equazioni del moto nei dati osservativi. La ricerca precedente si è concentrata sulla scoperta di equazioni del moto dai dati, ma alcune richiedevano che i dati fossero nel formato appropriato. Il problema è che ci sono molti casi in cui gli esperti non conoscono il miglior formato di dati da utilizzare, quindi è difficile applicare dati realistici.

Proprietà geometriche sconosciute illuminanti 

I ricercatori hanno affrontato questa sfida illuminando le proprietà geometriche sconosciute alla base dei fenomeni. Ciò ha permesso loro di sviluppare un'intelligenza artificiale in grado di trovare queste proprietà geometriche nei dati. Se l'intelligenza artificiale può estrarre equazioni del moto dai dati, allora le equazioni potrebbero essere utilizzate per creare modelli e simulazioni che seguono le leggi fisiche. 

Le simulazioni fisiche si svolgono in campi come le previsioni meteorologiche, la scoperta di farmaci e la progettazione di automobili. Tuttavia, di solito richiedono calcoli estesi. Se l'intelligenza artificiale può apprendere dai dati di fenomeni specifici, nonché costruire modelli su piccola scala utilizzando il nuovo metodo, allora i calcoli potrebbero essere semplificati, velocizzati e fedeli alle leggi della fisica. 

Il metodo potrebbe anche essere applicato ad aree non correlate alla fisica, consentendo indagini e simulazioni basate sulla conoscenza della fisica per fenomeni precedentemente considerati impossibili da spiegare. Uno di questi esempi è che potrebbe essere utilizzato per trovare un'equazione di moto nascosta nei dati sulla popolazione animale che mostri il cambiamento nel numero di individui, il che potrebbe aiutare a fornire informazioni sulla sostenibilità dell'ecosistema.