محاكاة مناخية بالذكاء الاصطناعي تتنبأ بنقاط التحول
كشفت دراسة حديثة نُشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، وقادتها أنيما أناندكومار، أستاذة الحوسبة والعلوم الرياضية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، أن برنامجاً للذكاء الاصطناعي من نوع الشبكة العصبية المشغّلة المتكررة يستطيع توقع نقاط التحول في أنظمة بسيطة مرتبطة بالمناخ وتدفق الهواء المضطرب فوق جناح طائرة. وطوّر الفريق البحثي، الذي يضم باحثين من المعهد وجامعة كولورادو في بولدر وشركة إنفيديا، منهجية تدمج ذاكرة داخلية تتتبع تغير قوانين الفيزياء في النظام مع الزمن، بدلاً من افتراض ثبات الظروف كما في نماذج الطقس التقليدية. وركزت الدراسة على سيناريو مناخي يتعلق باختفاء السحب المنخفضة فوق المحيطات نتيجة ارتفاع ثاني أكسيد الكربون، وهو تحول قد يعزز الاحتباس الحراري. وباستخدام بيانات محاكاة، توقع النموذج نقطة اللاعودة قبل أكثر من عامين من حدوثها، مع خطأ زمني يقدر بنحو أحد عشر يوماً. كما اختبر الباحثون النظام على محاكاة تدفق الهواء حول جناح طائرة يميل تدريجياً، فنجح في رصد التغير المفاجئ المرتبط بانخفاض الرفع، في مؤشر على إمكانية توظيفه في تصميم الطائرات والصناعات الفضائية. وأوضحت أناندكومار أن نقطة التحول تحدث عندما يخرج النظام عن حالته المستقرة ولا يعود إلى وضعه الأصلي، ما يجعل مثل هذه التغيرات قادرة على إحداث أضرار كبيرة. وبيّنت الشبكة أنها عندما تعجز عن مطابقة توقعاتها للقوانين الفيزيائية المألوفة، فإن ذلك ينذر باقتراب تحول جذري. ويرى الفريق أن الأسلوب يضع أساساً للتنبؤ بنقاط التحول في علوم المناخ، والبيئة، وعلم الأوبئة، والهندسة الجوية، بعد أن استُشهد بالبحث في تقرير حديث للأمم المتحدة.
