새로운 AI가 기후 변화 임계점을 밝혀낼 수 있다

워터루 대학(University of Waterloo)의 연구자들은 기후 변화 임계점에 대한 초기 경보 시스템으로 작용할 수 있는 새로운 인공지능(AI)을 개발 중이다. 새로운 연구는 시스템에서 급격한 또는 되돌릴 수 없는 변화가 발생하는 임계점을 초과하는 것을 중점으로 하고 있다.

크리스 바우치(Chris Bauch)는 워터루 대학의 응용 수학 교수이며 연구 논문의 공동 저자이다.

“새로운 알고리즘이 기존 접근 방식보다 임계점을 더 정확하게 예측할 수 있을 뿐만 아니라 임계점을 넘어서 있는 상태의 유형에 대한 정보도 제공할 수 있다는 것을 발견했다”고 바우치는 말했다. “이러한 임계점 중 많은 것이 바람직하지 않으며, 가능하다면 방지하고 싶다.”

기후 변화 임계점

이러한 다양한 기후 변화 임계점에는 북극의 永久동토가 녹아大量의 메탄이 방출되어 더욱 빠른 가열로 이어지는 것이 포함될 수 있다. 또한 해양 흐름 시스템의 붕괴가 포함될 수 있으며, 이는 즉시 기상 패턴의 변화로 이어질 수 있다. 또 다른 가능성은 빙하의 분해로 인한 급격한 해수면 변화이다.

연구자에 따르면, 이 새로운 접근 방식은 하나 이상의 유형의 임계점에 대해 학습하도록 프로그래밍된 것이 혁신적이다. 대신, 임계점의 특성을 일반적으로 학습한다.

새로운 알고리즘은 인공지능과 임계점의 수학적 이론을 결합한 것으로, 하나의 방법만 사용하는 것보다 더 나은 결과를 제공한다. 인공지능은 약 50만 개의 모델이 포함된 “임계점의 가능한宇宙”에서 학습되며, 이후 역사적인 기후 핵심 샘플과 같은 실제 세계의 임계점에 대해 테스트된다.

티모시 렌턴(Timothy Lenton)은 엑서터 대학(University of Exeter)의 글로벌 시스템 연구소 소장이며 연구의 다른 공동 저자이다.

“우리의 개선된 방법은 우리가 위험한 임계점에 근접할 때 경고를 발할 수 있다”고 렌턴은 말했다. “기후 임계점에 대한 개선된 초기 경보를 제공하면 사회가 적응하고 무엇이 다가오는지에 대한 취약성을 줄일 수 있을 것이다. 그것을 피할 수 없더라도 말이다.”

딥 러닝 알고리즘

연구자들은 패턴 인식과 분류에서 긍정적인 영향을 미치고 있는 딥 러닝에 의존했다. 연구자들은 임계점 감지를 패턴 인식 문제로 처음으로 변환했으며, 이는 임계점 이전에 존재하는 패턴을 감지하는 데 도움이 된다. 이는 기계 학습 알고리즘이 임계점이 다가오는지 여부를 알 수 있도록 한다.

토마스 버리(Thomas Bury)는 맥길 대학(McGill University)의 박사 후 연구원이며 연구 논문의 다른 공동 저자이다.

“사람들은 기후 시스템의 임계점에 익숙하지만, 생태학과 역학학, 심지어 주식 시장에서도 임계점이 있다”고 버리는 말했다. “우리가 배운 것은 인공지능이 다양한 복잡한 시스템에서 공통되는 임계점의 특징을 감지하는 데 매우 хорош다는 것이다.”

마두르 아난드(Madhur Anand)는 연구의 또 다른 연구자이며 グエル프 환경 연구소(Guelph Institute for Environmental Research)의 소장이다.

아난드에 따르면, 새로 개발된 딥 러닝 알고리즘은 “기후 변화와 관련된 큰 변화를 예측하는 능력에 대한 게임 체인저”이다.

팀은 이제 인공지능에 기후 변화의 최신 동향 데이터를 제공할 것이다. 그러나 아난드는 이러한 발견이 어떻게 사용되는지에 따라 결과가 달라질 수 있다고 경고한다.

“당연히 우리에게 앞발을 제공한다”고 아난드는 말했다. “그러나 물론, 이것을 사용하는 방식은 인간에게 달려 있다. 나는 새로운 발견이 공정하고 긍정적인 변화를 이끌어낼 수 있기를 바란다.”