Kosmosa kuģi, tilti un cilvēka sirds - jaunais MI rīks apsteidz superdatorus

Džonsa Hopkinsa universitātes pētnieki ir izstrādājuši mākslīgā intelekta (MI) rīku, kas spēj risināt sarežģītas inženiertehniskas problēmas tūkstošiem reižu ātrāk nekā superdatori.

Šī jaunā tehnoloģija sola ievērojami paātrināt un mainīt veidu, kā tiek simulēta automašīnu deformācija sadursmēs, kosmosa kuģu reakcija uz ekstrēmiem apstākļiem vai tiltu izturība zem lielas slodzes.

DIMON mākslīgā intelekta rīks

DIMON (Diffeomorphic Mapping Operator Learning) ir universāls un pielāgojams mākslīgā intelekta rīks, kas ātri paredz risinājumus sarežģītiem matemātiskiem vienādojumiem.

Šie vienādojumi palīdz modelēt reālus procesus, piemēram, kā šķidrumi plūst vai elektriskā strāva izplatās dažādās formās un materiālos.

Profesore Natālija Trajanova (Natalia Trayanova) uzsver, ka šis pētījums, kas publicēts Nature Computational Science, var revolucionizēt dažādas inženierijas jomas, jo jaunais MI rīks ir universāls un efektīvs.

Testēšana uz sirds "digitāliem dvīņiem"

DIMON jau tiek izmantots, lai uzlabotu sirds veselības izpēti. Trajanovas komanda testēja jauno tehnoloģiju ar vairāk kā 1000 "digitāliem dvīņiem" – reālu pacientu siržu datorizētiem modeļiem.

Šī pieeja ļauj prognozēt sirds ritma traucējumus un atrast piemērotākos ārstēšanas veidus.

Agrāk šādas simulācijas prasīja nedēļu un superdatorus, bet ar DIMON tās veicamas tikai 30 sekundēs uz ikdienā lietojama datora.

Kā tas darbojas?

Parciālos diferenciālvienādojumus parasti risina, sadalot sarežģītas formas, piemēram, lidmašīnu spārnus vai ķermeņa orgānus, mazos elementu režģos vai sietos.

Problēma tiek atrisināta katrā mazajā režģī atsevišķi un pēc tam apvienota kopējā risinājumā.

Taču, ja formas mainās, piemēram, avārijas vai deformācijas gadījumā, režģi ir jāatjaunina un risinājumi jāpārrēķina no jauna, kas var būt lēni un dārgi no aprēķinu resursu viedokļa.

DIMON šo pieeju apiet, izmantojot mākslīgo intelektu, lai prognozētu, kā fizikālie faktori, piemēram, karstums vai spriegums, ietekmē dažādas formas.

MI rīka pielietošanas iespējas

DIMON jau tiek pielietots sirds patoloģiju izpētē, bet tā pielietojums var būt daudz plašāks – no automašīnu avāriju simulācijām līdz tiltu konstrukciju optimizācijai.

Kā uzskata projekta līdzautors Minglangs Jins (Minglang Yin) - DIMON spēj risināt vienu problēmu un tad šo risinājumu pielāgot citām formām, padarot to neticami daudzpusīgu.

Šī MI tehnoloģija sola paātrināt gan inženiertehniskus, gan medicīniskus procesus, padarot tos pieejamākus un efektīvākus.