Учёные из университета создали метод «сглаживающих слоев», который впервые позволяет ИИ эффективно решать обратные инженерные задачи, не поддававшиеся решению десятилетиями.
Прорыв, способный изменить методы прогнозирования климата, поиска лекарств и материаловедения, произошел на стыке математики и информатики. Исследователи из Пенсильванского университета разработали инновационный метод, который позволяет искусственному интеллекту блестяще справляться с так называемыми «обратными дифференциальными уравнениями в частных производных» — классом задач, десятилетиями ставившим в тупик вычислительные системы.
Научная сложность задачи заключается в том, что традиционные алгоритмы решают прямые задачи: например, зная силу и место падения камня, они моделируют распространение волн по поверхности воды. Обратная же задача пытается по картине ряби определить, где именно и с какой силой был брошен камень. Именно такими «обратными задачами» по сути являются диагностика заболеваний, расшифровка генома или определение скрытых дефектов в авиационных двигателях. До сих пор ИИ требовал для этого колоссальных вычислительных мощностей и часто давал критические сбои при малейших помехах в данных.
Команда учёных предложила элегантное решение, названное «сглаживающими слоями». Метод интегрирует в архитектуру нейросетей математическую модель, разработанную ещё в 1940-х годах для подавления шумов в сигналах. Это позволяет буквально «очищать» поступающую информацию перед тем, как ИИ начнёт её анализировать. Результатом стало не только радикальное повышение надежности расчетов, но и значительное снижение потребления вычислительных ресурсов.
Одним из первых и самых многообещающих применений новой техники станет изучение ДНК в живой клетке. Метод позволяет гораздо точнее определять пути химических реакций, управляющих активностью генов. В прикладном смысле это открывает прямую дорогу к ускорению разработок в лечении онкологических заболеваний и изучению механизмов старения, что полностью согласуется с общемировым трендом на персонализированную медицину. Помимо генетики, «сглаживающий» подход применим в гидродинамике и везде, где учёные имеют дело с зашумленными данными и скрытыми процессами.
Ведёт расследования о коррупции в любых эшелонах власти
