Az elme-hajlító számítások ahhoz szükségesek, hogy megjósolják, hogy három mennyei test kering-e egymással, hogy zavarták a fizikusok Sir Isaac Newton ideje óta. A mesterséges intelligencia (A.I.) megmutatta, hogy a korábbi megközelítések által megkövetelt idő töredékében képes megoldani a problémát.
Newton először fogalmazta meg a problémát a 17. században, ám hihetetlen nehéznek bizonyult a probléma megoldásának egyszerű módja. A három égi tárgy, például a bolygók, csillagok és holdak közötti gravitációs kölcsönhatások kaotikus rendszert eredményeznek - egy olyan, amely összetett és nagyon érzékeny az egyes testek kiindulási helyzetére.
E problémák megoldásának jelenlegi megközelítése olyan szoftver használatát foglalja magában, amely hetekig vagy akár hónapokig is eltarthat a számítások elvégzéséhez. Tehát a kutatók úgy döntöttek, hogy megvizsgálják-e egy idegi hálózatot - egyfajta minta felismeri az A.I. ami lazán utánozza az agy működését - jobban tudna csinálni.
Az általuk összeállított algoritmus pontos megoldásokat nyújtott akár 100 milliószor is gyorsabban, mint a legfejlettebb szoftverprogram, a Brutus. Ez felbecsülhetetlen értékű lehet azoknak a csillagászoknak, akik megpróbálják megérteni a csillagfürtök viselkedését és az univerzum szélesebb evolúcióját - mondta Chris Foley, a Cambridge-i Egyetem biosztatistája és az arXiv adatbázishoz írt cikk társszerzője. szakértői értékelésre kerül.
"Ennek a neurális hálózatnak, ha jó munkát végez, képesnek kell lennie arra, hogy példátlan időkereten belül megoldásokat nyújtson nekünk" - mondta a Live Science-nek. "Tehát elkezdhetjük gondolkodni a haladás előrehaladásáról sokkal mélyebb kérdésekkel, például azzal, hogy a gravitációs hullámok miként alakulnak ki."
A neurális hálózatokat ki kell képezni az adatok betáplálásával, mielőtt előrejelzéseket tudnának készíteni. Tehát a kutatóknak 9 900 leegyszerűsített háromtestes forgatókönyvet kellett generálniuk Brutus segítségével, a jelenlegi vezetővel, amikor a háromtestes problémákat oldják meg.
Ezután megvizsgálták, hogy az idegháló mennyire képes előre jelezni 5000 láthatatlan forgatókönyv alakulását, és megállapították, hogy az eredmények szorosan megegyeznek Brutus eredményeivel. Az A.I-alapú program azonban csak egy másodperc töredékével oldotta meg a problémákat, közel 2 perc alatt.
A Brutushoz hasonló programok olyan lassúak, hogy brutális erővel oldják meg a problémát - mondta Foley, elvégezve az égitest testének minden apró lépésének számítását. A neurális hálózat viszont egyszerűen megvizsgálja a számítások által előidézett mozgásokat, és következtet egy olyan mintára, amely segít megjósolni a jövőbeli forgatókönyvek lejátszását.
Ez azonban problémát jelent a rendszer méretezésében - mondta Foley. A jelenlegi algoritmus a koncepció bizonyítéka és egyszerűsített forgatókönyvekből tanult, de a bonyolultabbokkal való képzéshez vagy az érintett testületek számának növeléséhez öt-négyre először meg kell hoznia a Brutus-ra vonatkozó adatokat, amelyek rendkívül időigényesek lehetnek. fogyasztó és drága.
"Van egy kölcsönhatás között a képességünk egy fantasztikusan teljesítő ideghálózat kiképzésére és azon képességünk között, hogy valóban adatokat tudjunk származtatni a továbbképzéshez" - mondta. "Tehát ott van egy szűk keresztmetszet."
Ennek egyik problémája az lenne, ha a kutatók közös adattárolót hoznának létre a Brutus hasonló programok segítségével előállított adatokról. Először azonban ehhez szabványos protokollok létrehozására lenne szükség annak biztosítása érdekében, hogy az adatok konzisztensek legyenek a szabványok és formátumok szerint - mondta Foley.
Foley szerint még vannak néhány kérdés, amelyeket az ideghálóval is meg kell oldani. Csak egy meghatározott ideig futhat, de nem lehet előre tudni, hogy egy adott forgatókönyv befejezése meddig tart, így az algoritmus elfogyhat a gőztől, mielőtt a problémát megoldják.
A kutatók azonban nem gondolják, hogy az idegháló elszigetelten működik, mondta Foley. Úgy gondolják, hogy a legjobb megoldás az lenne, ha egy olyan program a Brutus-hoz hasonlóan, amely a lábmunka nagy részét az ideghálóval hajtja végre, a szimulációnak csak azokat a részeit veszi át, amelyek összetettebb számításokat tartalmaznak, amelyek a szoftvert lebonyolítják.
- Te készíted ezt a hibrid - mondta Foley. "Minden alkalommal, amikor Brutus elakad, alkalmazza az ideghálózatot, és továbbmozgatja azt. És akkor megbecsülheti, hogy Brutus megszabadult-e vagy sem."
