Noua Inteligență Artificială Ar Putea Dezvălui Punctele de Inversare a Schimbărilor Climatice

Cercetătorii de la Universitatea Waterloo dezvoltă o nouă inteligență artificială (IA) care ar putea acționa ca un sistem de avertizare timpurie împotriva punctelor de inversare a schimbărilor climatice. Noua cercetare se axează pe pragurile dincolo de care are loc o schimbare rapidă sau ireversibilă într-un sistem.

Chris Bauch este profesor de matematică aplicată la Universitatea Waterloo și este coautor al articolului de cercetare.

“Am descoperit că noul algoritm a fost capabil nu numai să prevadă punctele de inversare cu o acuratețe mai mare decât abordările existente, dar a furnizat și informații despre tipul de stare care se află dincolo de punctul de inversare”, a spus Bauch. “Multe dintre aceste puncte de inversare sunt nedorite și am dori să le prevenim, dacă este posibil.”

Punctele de Inversare a Schimbărilor Climatice

Aceste diverse puncte de inversare a schimbărilor climatice pot include topirea permafrostului arctic, care ar putea elibera cantități masive de metan care duc la încălzirea rapidă. De asemenea, include dezintegrarea sistemelor de curent oceanic, care poate rezulta în schimbări imediate ale patternurilor meteorologice. O altă posibilitate este dezintegrarea stratului de gheață, care ar putea cauza o schimbare rapidă a nivelului mării.

Conform cercetătorilor, această abordare nouă este inovatoare, deoarece a fost programată să învețe despre mai mult de un tip de punct de inversare. În schimb, învață caracteristicile punctelor de inversare în general.

Noul algoritm se bazează pe hibridizarea inteligenței artificiale și a teoriilor matematice ale punctelor de inversare, ceea ce duce la rezultate mai bune decât oricare dintre metodele utilizate individual. Inteligența artificială este antrenată pe un “univers de posibile puncte de inversare”, care include aproximativ 500.000 de modele. Apoi este testată pe puncte de inversare reale din lume, în diverse sisteme, cum ar fi mostrele de core climatic istoric.

Timothy Lenton este directorul Institutului Global de Sisteme de la Universitatea din Exeter și unul dintre coautorii studiului.

“Metoda noastră îmbunătățită ar putea ridica semne de avertizare atunci când suntem aproape de un punct de inversare periculos”, a spus Lenton. “Furnizarea unei avertizări timpurii îmbunătățite a punctelor de inversare climatică ar putea ajuta societățile să se adapteze și să-și reducă vulnerabilitatea la ceea ce urmează, chiar dacă nu pot evita.”

Algoritm de Învățare Profundă

Cercetătorii s-au bazat pe învățarea profundă, care are un impact din ce în ce mai mare asupra recunoașterii și clasificării patternurilor într-un mod pozitiv. Cercetătorii au transformat detectarea punctelor de inversare într-o problemă de recunoaștere a patternurilor pentru inteligența artificială, ceea ce ajută la detectarea patternurilor care sunt prezente înainte de un punct de inversare. Acest lucru, la rândul său, ajută un algoritm de învățare automată să determine dacă un punct de inversare este iminent.

Thomas Bury este cercetător postdoctoral la Universitatea McGill și unul dintre coautorii articolului.

“Oamenii sunt familiarizați cu punctele de inversare în sistemele climatice, dar există puncte de inversare și în ecologie și epidemiologie, și chiar pe piețele bursiere”, a spus Bury. “Ce am învățat este că inteligența artificială este foarte bună la detectarea caracteristicilor punctelor de inversare care sunt comune pentru o varietate largă de sisteme complexe.”

Madhur Anand este unul dintre cercetători și directorul Institutului de Cercetare a Mediului de la Guelph.

Conform lui Anand, noul algoritm de învățare profundă este un “joc schimbător pentru capacitatea de a anticipa schimbări majore, inclusiv cele asociate cu schimbările climatice”.

Echipa va lucra acum pentru a furniza inteligenței artificiale datele despre tendințele contemporane ale schimbărilor climatice. Cu toate acestea, Anand avertizează că rezultatul se bazează pe modul în care sunt utilizate aceste descoperiri.

“Cu siguranță ne oferă un avantaj”, a spus ea. “Dar, desigur, depinde de omenire în ceea ce privește ceea ce facem cu această cunoaștere. Sper doar că aceste noi descoperiri vor duce la o schimbare pozitivă și echitabilă.”