ИИ на ноутбуке вместо суперкомпьютера: алгоритм упростил сложное моделирование

Ученые разработали искусственный интеллект, способный решать сложнейшие математические задачи в тысячи раз быстрее традиционных методов, используя персональный компьютер вместо суперкомпьютера.

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса представили инновационный подход к математическому моделированию, способный радикально изменить инженерные и научные исследования. Искусственный интеллект DIMON (Diffeomorphic Mapping Operator Learning), молниеносно решает сложные уравнения в частных производных, которые ранее требовали огромных вычислительных мощностей.

Уравнения в частных производных используются для моделирования процессов, таких как деформация автомобилей при столкновении, поведение космических кораблей в экстремальных условиях или распространение электрических сигналов в сердце. Эти уравнения преобразуют реальные сценарии в математические модели, прогнозирующие изменения объектов или сред.

Традиционно такие задачи решаются путем разбиения сложных форм, например крыльев самолета или человеческих органов, на сетки из множества небольших элементов. Затем для каждой части выполняются расчеты, которые затем объединяются в итоговое решение. Однако при изменении исходных форм, как в случае аварий или деформаций, требуется обновлять сетки и пересчитывать уравнения, что занимает много времени и требует мощных вычислительных ресурсов.

DIMON кардинально упрощает процесс, используя машинное обучение для выявления закономерностей в поведении физических систем. Вместо пересчета уравнений с нуля ИИ прогнозирует изменения, опираясь на ранее изученные шаблоны.

Исследователи отмечают универсальность технологии, например, ученые продемонстрировали ее работу на более чем тысяче цифровых моделей сердца. DIMON предсказал распространение электрических сигналов в уникальных формах сердец с высокой точностью. Это позволило сократить время диагностики сердечных аритмий с одной недели до 30 секунд — и при этом использовать обычный настольный компьютер вместо суперкомпьютера.

Благодаря новому подходу на основе ИИ скорость, с которой мы можем получить решение, невероятна. Время расчета прогноза цифрового близнеца сердца сократится с многих часов до 30 секунд, и он будет выполняться на настольном компьютере, а не на суперкомпьютере, что позволит нам сделать моделирование частью ежедневного клинического рабочего процесса.

Наталья Траянова, профессор биомедицинской инженерии и медицины Университета Джонса Хопкинса, соавтор исследования

DIMON может применяться практически в любой области, где требуется решение уравнений с частными производными — от авиакосмической отрасли и строительства до медицины и биоинженерии. Технология не только ускоряет вычисления, но и делает сложное моделирование доступным для исследователей, ранее ограниченных в ресурсах.


Читать далее:

Российские ученые потеряли доступ к БАК: что это значит для науки

Создан уникальный квантовый двигатель: Эйнштейн высмеивал эту идею

Скрытые подземные туннели времен Холодной войны нашли ученые НАСА

Иллюстрация на обложке: Изображение от freepik, сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука