الشمس الأكثر يمكن قريبًا حل الألغاز المعقدة بفضل الذكاء الاصطناعي. في 20 أغسطس ، أعلنت شركة IBM و NASA عن إطلاق Surya ، نموذج الأساس لـ The Sun. بعد أن تم تدريبه على مجموعات بيانات كبيرة من النشاط الشمسي ، تهدف أداة الذكاء الاصطناعية هذه إلى تعميق فهم الإنسانية للطقس الشمسي والتنبؤ بدقة بملهشات الطاقة الشمسية – برسات الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من نجومنا التي تهدد كل من رواد الفضاء في المدار والبنية التحتية للاتصالات على الأرض.
تم تدريب سوريا مع تسع سنوات من البيانات التي جمعها مرصد ديناميات الطاقة الشمسية التابعة لناسا (SDO) ، وهي أداة تمنع الشمس منذ عام 2010 ، مع الصور عالية الدقة كل 12 ثانية. يلتقط SDO ملاحظات الشمس في مختلف الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية المختلفة لتقدير درجة حرارة طبقات النجم. كما أنه يتطلب قياسات دقيقة للمجال المغناطيسي للشمس – البيانات الضرورية لفهم كيفية تحرك الطاقة من خلال النجم ، ولتنبؤ العواصف الشمسية.
تاريخياً ، كان تفسير هذه الكمية الواسعة من البيانات المتنوعة والمعقدة تحديًا لعلماء الطائرات الهليكوبتر. لمعالجة هذا التحدي ، تقول شركة IBM أن مطوري Surya استخدموا بيانات SDO لإنشاء توأم رقمي من الشمس – نسخة طبق الأصل الظاهري الديناميكي للنجم الذي يتم تحديثه عند التقاط بيانات جديدة ، والتي يمكن معالجتها ودراستها بسهولة أكبر.
بدأت العملية بتوحيد تنسيقات البيانات المختلفة التي تغذيها النموذج ، مما يسمح لها بمعالجتها باستمرار. بعد ذلك ، تم استخدام محول الرؤية بعيدة المدى-بنية AI التي تتيح التحليل التفصيلي للصور عالية الدقة للغاية وتحديد العلاقات بين مكوناتها ، بغض النظر عن مسافةها.
تم تحسين أداء النموذج باستخدام آلية تسمى Spectral Gating ، والتي تقلل من استخدام الذاكرة بنسبة تصل إلى 5 في المائة عن طريق تصفية الضوضاء في البيانات ، وبالتالي زيادة جودة المعلومات المعالجة.
تنبؤات أكثر دقة في وقت أقل
يقول مطوروها أن هذا التصميم يمنح سوريا ميزة كبيرة: على عكس الخوارزميات الأخرى التي تتطلب وضع علامات مكثفة للبيانات التي يتم تغذيتها لهم ، يمكن لسوريا التعلم مباشرة من البيانات الأولية. هذا يسمح لها بالتكيف بسرعة مع المهام المختلفة وتقديم نتائج موثوقة في وقت أقل.
أثناء الاختبار ، أظهرت سوريا تنوعها في دمج البيانات من أدوات أخرى ، مثل مسبار Parker Solar ومرصد الطاقة الشمسية والهليلي (SOHO) ، وهما مركبة فضائية أخرى تلاحظ الشمس. أثبتت سوريا أيضًا أنها فعالة في مختلف الوظائف التنبؤية ، بما في ذلك التنبؤ بنشاط التوهج وسرعة الرياح الشمسية.
وفقًا لـ IBM ، لا يمكن أن تتنبأ نماذج التنبؤ التقليدية إلا بعد ساعة واحدة بناءً على إشارات تم اكتشافها في مناطق محددة من الشمس. على النقيض من ذلك ، “قدم سوريا تقدمًا لمدة ساعتين باستخدام المعلومات البصرية. يُعتقد أن النموذج هو أول من يقدم تحذيرًا من هذا النوع. في الاختبار المبكر للنموذج ، قال الفريق إنهم حققوا تحسنًا بنسبة 16 في المائة في دقة تصنيف الطاقة الشمسية ، وهو تحسن ملحوظ على الأساليب الحالية” ، قالت الشركة في بيان.
تؤكد وكالة ناسا أنه على الرغم من أن النموذج تم تصميمه لدراسة الفيزياء الهليكوبتر ، فإن بنيةه قابلة للتكيف مع مجالات مختلفة ، من علوم الكواكب إلى مراقبة الأرض. وقال كيفن ميرفي ، مدير علوم البيانات في ناسا ، في بيان “من خلال تطوير نموذج الأساس المدرب على بيانات الهليوفيزياء التابعة لوكالة ناسا ، فإننا نجعل من السهل تحليل تعقيدات سلوك الشمس بسرعة ودقة غير مسبوقة”. “هذا النموذج يمكّن الفهم الأوسع لكيفية تأثير النشاط الشمسي على الأنظمة والتقنيات الحرجة التي نعتمد عليها جميعًا هنا على الأرض.”
الخطر الذي يشكله النشاط الشمسي غير الطبيعي ليس بسيطًا. يمكن أن تؤثر العاصفة الشمسية الرئيسية بشكل مباشر على الاتصالات العالمية ، والشبكات الكهربائية الانهيار ، وتزعج التنقل في GPS ، وعمليات الأقمار الصناعية ، واتصالات الإنترنت ، والنقل الراديوي.
أكد أندريس مونيوز-جاراميلو ، وهو عالم فيزياء الطاقة الشمسية في معهد الأبحاث الجنوبية الغربية في سان أنطونيو ، تكساس ، وعالم قيادي في المشروع ، أن هدف سوريا هو زيادة المهلة الرئيسية لهذه السيناريوهات الممكنة. “نريد أن نمنح الأرض أطول وقت ممكن. أملنا هو أن النموذج قد تعلم جميع العمليات الحرجة وراء تطور نجمنا عبر الزمن حتى نتمكن من استخراج رؤى عملية.”
ظهرت هذه القصة في الأصل على سلكية en español وترجمت من الإسبانية.
