Naukowcy z Johns Hopkins University zaprezentowali nowy model sztucznej inteligencji o nazwie DIMON (Diffeomorphic Mapping Operator Learning), który rozwiązuje równania różniczkowe cząstkowe z niespotykaną dotąd prędkością. Problemy te, będące podstawą wielu dziedzin nauki i inżynierii, od prognozowania ryzyka zawału serca po projektowanie mostów, dotychczas wymagały użycia superkomputerów i tygodni pracy. DIMON zmienia tę rzeczywistość, umożliwiając rozwiązywanie takich zadań w zaledwie 30 sekund, i to na zwykłym komputerze.
Czytaj też: Sztuczna inteligencja z ludzkim wzrokiem? To już nie science fiction
Prof. Natalia Trayanova, współtwórczyni technologii i dyrektor Johns Hopkins Alliance for Cardiovascular Diagnostic and Treatment Innovation, mówi:
Choć motywacja do jego opracowania pochodziła z naszej własnej pracy, jest to rozwiązanie, które będzie miało ogromny wpływ na różne dziedziny inżynierii, ponieważ jest bardzo ogólne i skalowalne.
Sztuczna inteligencja DIMON zostawia w tyle superkomputery
Równania różniczkowe cząstkowe (PDE) są kluczowe dla przewidywania zmian w środowiskach i obiektach fizycznych. DIMON wykorzystuje sztuczną inteligencję do szybkiego przewidywania zachowania systemów fizycznych w zależności od ich kształtu, takich jak rozkład ciepła czy naprężenia materiałowe.
Czytaj też: Sztuczna inteligencja kontra telefoniczni naciągacze. Ten pomysł jest genialny
DIMON został przetestowany na ponad 1000 cyfrowych modeli serca, skutecznie przewidując szlaki sygnałów elektrycznych w różnych strukturach sercowych. Wszystko po to, by wykorzystać równania różniczkowe cząstkowe do wykrycia arytmii serca, która u niektórych pacjentów może skończyć się tragicznie.
Prof. Natalia Trayanova dodaje:
Wprowadzamy nową technologię do kliniki, ale wiele naszych rozwiązań jest tak powolnych, że od zeskanowania serca pacjenta i rozwiązania równań różniczkowych cząstkowych do przewidzenia, czy pacjent jest narażony na wysokie ryzyko nagłej śmierci sercowej i jaki jest najlepszy plan leczenia, mija około tygodnia.
Nowa sztuczna inteligencja znacznie przyspiesza przewidywanie chorób serca, skracając czas obliczeń z godzin do 30 sekund. Można to zrobić przy użyciu prostego komputera, co czyni ją bardziej praktyczną w codziennym zastosowaniu klinicznym. Dzięki tej technologii lekarze mogą szybciej diagnozować i leczyć groźne schorzenia serca, znacznie przyspieszając proces od diagnozy do planowania leczenia.
DIMON znajduje także zastosowanie w inżynierii, np. przy projektowaniu wytrzymałych mostów, bezpieczniejszych samochodów czy bardziej odpornych na uszkodzenia statków kosmicznych. Model może szybko symulować procesy, które wcześniej wymagałyby żmudnych obliczeń dla każdego unikalnego kształtu i struktury.
Badania nad DIMON-em, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Computational Science, pokazują, że model może działać praktycznie w każdej dziedzinie, gdzie kluczowe są geometria, siły i materiały.
Prof. Natalia Trayanova podsumowuje:
DIMON może działać zasadniczo w przypadku każdego problemu, w każdej dziedzinie nauki lub inżynierii, rozwiązując równania różniczkowe cząstkowe na wielu geometriach, np. w testach zderzeniowych, badaniach ortopedycznych lub innych złożonych problemach, w których zmieniają się kształty, siły i materiały.
DIMON to przykład, jak sztuczna inteligencja może nie tylko wspierać, ale wręcz zastąpić klasyczne metody obliczeniowe, przyspieszając rozwój nauki i technologii na skalę globalną. Eksperci przekonują, że zaprezentowany model da się jeszcze ulepszyć, co będzie przedmiotem dalszych badań.