Компания IBM сообщила, что объединила усилия с экспертами NASA для создания модели ИИ, способной заранее предупреждать о солнечных вспышках и корональных выбросах массы, которые могут серьёзно нарушить привычную жизнь на Земле.
Новая открытая модель получила название Surya — от санскритского слова «солнце». Она уже доступна для скачивания на Hugging Face. По словам IBM, система предназначена для анализа высокоразрешённых снимков Солнца, чтобы прогнозировать космическую погоду и защищать спутники на низкой околоземной орбите, энергосети, телекоммуникации и другую инфраструктуру, которая может пострадать от мощных вспышек.
Учёные прекрасно знают, насколько разрушительными бывают солнечные бури. Несмотря на то что Солнце находится в 150 млн км от Земли, его вспышки способны выводить из строя спутники, сбивать с курса авианавигацию, отключать электросети и создавать серьёзные радиационные риски для астронавтов, находящихся на орбите.
Подобные события редки, но всё же случаются. Самый яркий пример — так называемое «Событие „Каррингтона“» в сентябре 1859 года, когда мощный корональный выброс массы, направленный прямо на Землю, вызвал колоссальную магнитную бурю. Британский астроном Ричард Каррингтон заметил вспышку за 17 часов до удара. В результате над планетой развернулись грандиозные полярные сияния, видимые даже на Карибах.
Буря вызвала хаос в телеграфных сетях по всему миру: операторы получали удары током, аппаратура загоралась. Ходила даже история о двух телеграфистах, которые, отключив свои системы, всё равно смогли продолжить переписку — настолько сильным был электрический заряд в атмосфере, наведённый сиянием.
По данным исследования страховой компании Lloyd’s, если бы подобная буря случилась сегодня, ущерб для энергетики, спутников и систем связи достиг бы примерно 2,4 трлн $.
История знает и другие тревожные эпизоды. Так, менее сильные солнечные шторма обрушились на Землю в 1921 и 1938 годах, вызвав колоссальные помехи радиосвязи. В марте 1989-го магнитная буря вывела из строя энергосистему на большей части Квебека. А в июле 2012-го ещё одна буря «уровня „Каррингтона“» прошла мимо Земли буквально за девять дней.
Сегодня, когда человечество всё сильнее зависит от космических технологий и готовится к новым шагам в исследовании Солнечной системы, умение предсказывать поведение звезды становится жизненно важным. Именно для этого и создана Surya. Если учёные научатся точно прогнозировать солнечные вспышки, они смогут вовремя отключать уязвимые системы и предотвращать катастрофический ущерб.
Прогнозирование космической погоды
Сегодняшние прогнозы солнечной активности строятся в основном на частичных данных со спутников, фиксирующих отдельные участки поверхности Солнца. Но Surya кардинально улучшает эту картину. Модель обучена на крупнейшем в мире и самом детализированном наборе данных по гелиофизике, собранном специально для исследований и оценки методов прогнозирования космической погоды.
В задачи, по которым тренировалась Surya, входили: предсказание солнечных вспышек, прогнозирование спектра EUV‑излучения, определение скорости солнечного ветра и отслеживание появления активных областей на поверхности звезды.
По словам исследователей IBM и NASA, первые тесты показали: Surya повысила точность классификации солнечных вспышек на 16%. В дальнейшем разработчики намерены обучить её визуально предсказывать вспышки — впервые в истории — и давать предупреждение минимум за два часа до события.
Директор IBM Research Europe Хуан Бернабе‑Морено подчеркнул, что Surya фактически станет «синоптиком по Солнцу». «Так же, как мы готовимся к ураганам или наводнениям, мы обязаны быть готовы и к солнечным бурям, — сказал он. — Surya даёт нам беспрецедентную возможность заглянуть вперёд. Это не просто технологический рывок, это критический шаг к защите нашей цивилизации от самой звезды, которая нас питает».
Модель обучалась на девятилетнем массиве снимков высокого разрешения с Обсерватории солнечной динамики NASA. Эти изображения примерно в десять раз больше по размеру, чем стандартные данные для ИИ‑обучения, поэтому инженерам IBM пришлось создать особую многоуровневую архитектуру, чтобы обрабатывать возросшее разрешение и извлекать из картинок достаточно деталей для понимания происходящего на Солнце.
Главный научный сотрудник NASA Кевин Мёрфи отметил, что сочетание глубоких научных знаний агентства и мощи ИИ открывает новые горизонты. «Создав фундаментальную модель, обученную на гелиофизических данных NASA, мы сделали анализ поведения Солнца проще, быстрее и точнее, чем когда‑либо, — объяснил он. — Эта система позволяет гораздо шире понять, как солнечная активность влияет на критические технологии и инфраструктуру, от которых зависит наша жизнь на Земле».
Хольгер Мюллер из Constellation Research добавил, что Surya — пример того, как ИИ не просто заменяет людей, а берётся за задачи, недоступные большинству специалистов. «Во всём мире найдётся лишь горстка людей, способных хотя бы попытаться прогнозировать космическую погоду, и в этом смысле ИИ меняет расстановку сил».
Он также подчеркнул, что сотрудничество IBM и NASA демонстрирует, как разные организации могут вместе непрерывно двигать развитие ИИ вперёд. «У одной стороны есть уникальные данные, у другой — экспертиза и технические решения для построения моделей. Подобных альянсов мы будем видеть всё больше».
Surya — лишь очередное звено в многолетнем партнёрстве IBM и NASA. Два года назад они уже создавали ИИ для анализа спутниковых снимков Земли в колоссальных масштабах. Эта система вошла в семейство Prithvi и была нацелена на прогнозирование природных рисков — от наводнений до лесных пожаров. Как и Surya, она была открыта и выложена на Hugging Face для исследовательского сообщества.
А год назад IBM и NASA представили вторую модель Prithvi, предназначенную для кратко‑ и долгосрочных прогнозов погоды и анализа изменения климата.
Делегируйте рутинные задачи вместе с BotHub! По ссылке вы можете получить 100 000 бесплатных капсов и приступить к работе с нейросетями прямо сейчас.
Источник: habr.com