Ученые Чехии наиболее точно предсказали погоду и преуспели в моделировании атмосфер экзопланет
Ученым Чешского технического университета удалось одержать сразу две весомых победы на конференции по нейронным системам обработки информации NeurIPS 2022 в США. Они показали лучшие результаты в категориях прогноза погода и моделирования атмосферы планет вне Солнечной системы.
Две победы в соревнованиях в рамках Международной конференции по нейронным системам обработки информации Neural Information Processing Systems 2022 были приписаны oтечественным экспертам в области искусственного интеллекта факультета информационных технологий Чешского технического университета (FIT ČVUT) в Праге.
Ученые Чехии выиграли конкурс моделирования атмосфер экзопланет, то есть внесолнечных планет, а также конкурс на самый точный прогноз погоды, например на определение вероятности экстремальных осадков в развивающихся странах.
— Много ли было конкурентов у чешских специалистов?
В конференции по машинному обучению в Новом Орлеане приняли участие 10 тысяч экспертов по искусственному интеллекту со всего мира.
В рамках конференции ежегодно проводятся несколько конкурсов, где исследователи могут помериться силами в решении задач от фундаментальных исследований до приложений искусственного интеллекта. Мероприятие состоялось на рубеже ноября и декабря прошлого года, однако университет сообщил об успехе Чехии лишь недавно.
Моделирование прогнозов осадков в областях, где нет метеорадаров
Известно ли, что помогло чешским специалистам достичь таких результатов?
— Победа в первом конкурсе по моделированию прогнозов осадков во многом объясняется опытом пражской команды факультета информационных технологий ČVUT, приобретенным в ходе совместных исследований с пражской компанией Meteopress. Это сотрудничество, в частности, касалось области совершенствования алгоритмов искусственного интеллекта для прогнозирования погоды.
Победившая в итоге команда исследователей в составе четырех сотрудников лаборатории обработки данных FIT ČVUT — Иржи Пихрта, Рудольфа Раевского, Петра Шиманека и Матея Хомы должна была максимально точно спрогнозировать осадки на основе спутниковых данных из семи различных регионов, собранных в течение двух лет.
Что является главным ноу-хау «рецепта» предложенного ими решения?
— Уникальность победившего проекта, как рассказали представители факультета, заключается в том, что по его схеме можно весьма реалистично моделировать прогноз экстремальных осадков в местах, где метеорадары недоступны — например, в развивающихся странах.
«Архитектура некоторых нейронных сетей, которая помогает создавать более подвижные и физически достоверные симуляции, является весьма специфичной. Это делает прогнозы не только более точными, но и более реалистичными», — прокомментировал проект — победитель конкурса Павел Кордик, заместитель по сотрудничеству с предприятиями промышленного сектора факультета информационных технологий Чешского технического университета.
Благодаря обобщению знаний ученых и студентов факультета и опыта Meteopress, мы уже способны давать очень точный прогноз погоды на несколько десятков минут вперед», — пояснил Кордик. Он считает это одним из наглядных примеров того, как эффективно утвердить новые научные познания в практику.
А какие требования выдвигались перед участниками другой конкурсной дисциплины, касавшейся далеких планет?
— В данном случае требовалось определить температуру атмосфер планет вне Солнечной системы. Победителем в сфере моделирования атмосфер экзопланет стал Ондржей Подштавек.
Целью проекта была разработка наиболее эффективного метода распознавания температуры атмосфер далеких планет (по состоянию на начало 2023 года достоверно подтверждено существование почти 5300 экзопланет в 3904 планетных системах) и количества газов в них. Подштавек предложил ансамблевый нейросетевой алгоритм, то есть применить ансамбль глубоких нейронных сетей — deep ensemble algoritmus.
«Он состоит из двадцати сверточных нейронных сетей, адаптированных для обработки спектров, возникающих в результате распределения света, который проходит через атмосферы экзопланет», — так он сформулировал суть предлагаемого метода.
По его словам, исследования экзопланет помогают понять уникальность нашей планеты.
Чтобы решить эту задачу, Подштавек вооружился опытом долгосрочного сотрудничества ČVUT в области исследований с Петром Шкодой, сотрудником Астрономического института Академии наук Чешской Республики и Павлом Тврдиком из отдела компьютерных систем Чешского технического и университета.
ČVUT в очередной раз подтверждает, что стал кузницей молодых талантов...
— Да, молодые перспективные исследователи из числа студентов и выпускников ČVUT обращают внимание к своим иновациям на многих международных площадках.
Это один из старейших и крупнейших университетов в Европе, где на сегодняшний день обучаются 19 тысяч студентов. В настоящее время свои программы здесь предлагают восемь факультетов. Факультет информационных технологий Чешского технического университета в Праге специализируется на самых современных областях информатики.
