Нова вештачка интелигенција могла би да открије преломне тачке за климатске промене

Истраживачи са Универзитета Ватерло развијају нову вештачку интелигенцију (АИ) која би могла да делује као систем раног упозорења на преломне тачке климатских промена. Нови истраживање је фокусиран на прагове изнад којих се дешавају брзе или неповратне промене у систему.

Крис Баух је професор примењене математике на Универзитету Ватерло и коаутор је истраживачког рада.

„Открили смо да је нови алгоритам био у стању да не само да предвиди прекретне тачке прецизније од постојећих приступа, већ и да пружи информације о томе која врста стања лежи иза тачке преокрета“, рекао је Бауцх. „Многе од ових прекретница су непожељне и желели бисмо да их спречимо ако можемо.“

Преломне тачке за климатске промене

Ове различите тачке промене климе могу укључити топљење арктичког пермафроста, које би могло да ослободи масовне количине метана што доводи до даљег брзог загревања. То такође укључује распад система океанских струја, што може довести до тренутних промена у временским обрасцима. Друга могућност је дезинтеграција леденог покривача, што би могло изазвати брзу промену нивоа мора.

Према истраживачима, овај нови приступ је иновативан с обзиром на то да је програмиран да учи о више од једне врсте преломне тачке. Уместо тога, учи карактеристике прекретних тачака уопште.

Нови алгоритам је заснован на хибридизацији АИ и математичких теорија прекретница, што резултира бољим резултатима од само једне методе. АИ је обучен за „универзум могућих прекретних тачака“, који укључује око 500,000 модела. Затим се тестира на одређеним прекретницама у стварном свету у различитим системима, као што су историјски узорци климатског језгра.

Тимоти Лентон је директор Института за глобалне системе на Универзитету Ексетер и један од других коаутора студије. 

„Наш побољшани метод би могао да изазове црвене заставице када смо близу опасне преломне тачке“, рекао је Лентон. „Пружање побољшаног раног упозорења о климатским прекретницама могло би помоћи друштвима да се прилагоде и смање своју рањивост на оно што долази, чак и ако то не могу избјећи.

Алгоритам дубоког учења 

Истраживачи су се ослањали на дубоко учење, које све више утиче на препознавање образаца и класификацију на позитиван начин. Истраживачи су по први пут претворили откривање прекретне тачке у проблем препознавања образаца, а то помаже у откривању образаца који су присутни пре тачке преокрета. Ово заузврат помаже алгоритму машинског учења да може да каже да ли долази до преломне тачке. 

Тхомас Бури је постдокторски истраживач на Универзитету МцГилл и још један од коаутора рада.

„Људи су упознати са прекретницама у климатским системима, али постоје преломне тачке у екологији и епидемиологији, па чак и на берзама“, рекао је Бери. „Оно што смо научили је да је АИ веома добра у откривању карактеристика прекретних тачака које су заједничке за широк спектар сложених система.

Мадхур Ананд је још један од истраживача и директор Гуелпх института за истраживање животне средине.

Према Ананду, новоразвијени алгоритам дубоког учења је „промена игре за способност предвиђања великих промена, укључујући оне повезане са климатским променама“.

Тим ће сада радити на томе да АИ пружи податке за савремене трендове климатских промена. Међутим, Ананд упозорава да је исход заснован на томе како се ови налази користе. 

„То нам дефинитивно даје предност“, рекла је она. „Али, наравно, на човечанству је у смислу шта ћемо урадити са овим знањем. Само се надам да ће ови нови налази довести до праведних, позитивних промена."