Μέθοδος πρόβλεψης σπάνιων και ακραίων γεγονότων σε φύση και κοινωνία από Ελληνες επιστήμονες

Μια ερευνητική ομάδα, στην οποία συμμετείχαν και Έλληνες επιστήμονες της διασποράς, ανέπτυξε μια επαναστατική μέθοδο για να διαπιστώνεται ο πιθανώς επερχόμενος κίνδυνος για επικίνδυνα φαινόμενα και συμβάντα, χωρίς να υπάρχουν διαθέσιμα στοιχεία.

Η τεχνική αυτή αφορά γεγονότα στην κοινωνία και στη φύση, όπως μια πανδημία, ένα απρόσμενο γιγάντιο κύμα στη θάλασσα ή η ξαφνική κατάρρευση μιας μεγάλης γέφυρας. Πρόκειται για ένα εξελιγμένο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης (μηχανικής μάθησης) με ειδικές τεχνικές δειγματοληψίας. Οι καθηγητές μηχανολογίας και επιστήμης των ωκεανών Θεμιστοκλής Σαψής του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και εφαρμοσμένων μαθηματικών & μηχανικής Γιώργος Καρνιαδάκης του Πανεπιστημίου Μπράουν του Ρόουντ Άιλαντ, μαζί με δύο Αμερικανούς συναδέλφους τους, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature Computational Science».

Αυτό που έκαναν οι επιστήμονες είναι να συνδυάσουν στατιστικούς αλγόριθμους (που χρειάζονται λιγότερα δεδομένα για να κάνουν ακριβείς και αποτελεσματικές προβλέψεις) με μια ισχυρή τεχνική μηχανικής μάθησης με την ονομασία DeepOnet που αναπτύχθηκε το 2019 στο Μπράουν από τον Καρνιαδάκη..

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τεχνική δειγματοληψίας που λέγεται ενεργή μάθηση και αφορά στατιστικούς αλγόριθμους. Αυτοί συνδυάζονται με το υπολογιστικό μοντέλο DeepOnet, ένα είδος τεχνητού νευρωνικού δικτύου που μιμείται τους νευρώνες του ανθρώπινου εγκεφάλου. Αυτό επιτρέπει να αναλύονται γιγάντιες ομάδες δεδομένων και σεναρίων με αστραπιαία ταχύτητα και να προκύπτουν ανάλογες πιθανότητες. Η δυνατότητα αυτή συνδυάζεται με τους έξυπνους στατιστικούς αλγόριθμους της ενεργού μάθησης, οπότε το DeepOnet μπορεί να κάνει προβλέψεις καταστροφικών συμβάντων, ακόμη και όταν δεν έχει πολλά δεδομένα για να επεξεργαστεί.

Οι ερευνητές ανέφεραν ότι η νέα μέθοδός τους έχει ανώτερη απόδοση από τα περισσότερα υπάρχοντα μοντέλα πρόβλεψης και θεωρούν ότι είναι δυνατό να αξιοποιηθεί για να προβλεφθούν κάθε είδους σπάνια γεγονότα. Ο Καρνιαδάκης ήδη συνεργάζεται με περιβαλλοντικούς επιστήμονες για να χρησιμοποιηθεί η νέα τεχνική στην πρόγνωση κλιματικών συμβάντων, όπως οι τυφώνες.

Τόσο ο Θ.Σαψής όσο και ο Γ.Καρνιαδάκης είναι απόφοιτοι της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ, με διδακτορικό στη συνέχεια από το ΜΙΤ. Ο Σαψής είναι, μεταξύ άλλων, κάτοχος του επιστημονικού βραβείου Μποδοσάκη έτους 2021.

Πηγή: Naftemporiki.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ