Наука 4 ноября 2024

Алгоритм MIT определяет причины и последствия в сложных системах

Как работают сложные системы, какие факторы приводят к наблюдаемым изменениям, а какие зависимости случайны. Разобраться помогает алгоритм.

Читайте «Хайтек» в

Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали алгоритм, который определяет причинно-следственные связи в сложных системах — от экологии до демографии. Метод SURD определяет, как различные переменные влияют друг на друга. Это помогает прогнозировать и управлять сложными процессами.

Алгоритм анализирует данные за разные периоды и создает «карту причинности», которая показывает связи между переменными. В отличие от существующих методов, SURD отличает уникальные, совместные и избыточные связи. Например, он выявляет, работает ли переменная сама по себе или только вместе с другой — это важно для изучения сложных явлений.

Исследователи разработали метод на основе теории информации Клода Шеннона. Они рассматривают систему как сеть, в которой переменные обмениваются информацией, а их взаимное влияние определяется скоростью этого обмена. Алгоритм также определяет, когда для объяснения связи не хватает причин, указывая на неизвестные факторы.

Разработчики считают, что метод подойдет для разных ситуаций — от создания более эффективных самолетов до прогнозирования климата и моделирования экономики. Алгоритм протестировали на анализе взаимодействия хищников и жертв в природе и климатических изменениях в регионах.

Код SURD выложен в открытом доступе — любые ученые могут использовать его в исследованиях. Технология описана в статье в журнале Nature Communications.