Программа искусственного интеллекта помогает идентифицировать переменные в физических понятиях

Чтобы понять любое физическое явление, необходимо определить переменные, которые за него отвечают. В то время как ученые знакомы с переменными для большинства физических соединений, некоторые из них остаются неуловимыми. Теперь исследователи из Колумбийского университета использовали искусственный интеллект (ИИ) для разработки программы, которая наблюдает за такими физическими явлениями и определяет соответствующие переменные. Программа использует видеокамеру для наблюдения за динамикой, а затем обрабатывает информацию, чтобы указать минимальный набор фундаментальных переменных, необходимых для ее описания.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Computational Science, исследователи начали с обработки необработанного видео в системе, ответ на которую они уже знали. Затем они сопоставили результат системы ИИ со своим собственным, который оказался близким. «Мы думали, что этот ответ был достаточно близок. Где в основном выполнялась работа. Тем более, что все ИИ имели доступ к необработанным видеоматериалам без каких-либо знаний физики или геометрии. Но мы хотели знать, какими на самом деле были переменные, а не только их количество», — сказал Ход Липсон, директор Лаборатории творческих машин на факультете машиностроения. Липсон также является автором исследования.

После этого команда попыталась визуализировать переменные, которые идентифицировала программа. В то время как они нашли две переменные, соответствующие углам рук, две другие не могли быть описаны. «Мы пытались сопоставить другие переменные со всем, что только можно было придумать: угловой и линейной скоростью, кинетической и потенциальной энергией и различными комбинациями известных величин. Но, казалось, ничто не совпадало идеально», — объяснил Боюань Чен, доктор философии 22 года, доцент Университета Дьюка и ведущий автор исследования.

Исследователи продолжали тестировать систему и загружали в систему видео, на которые у них не было ответа. Среди них были видео с воздушным танцором и лавовой лампой. Система дала восемь переменных для обоих из них. Между тем, для видео с пламенем праздничного камина система вернула 24 переменные.

Теперь команда надеется, что такая программа ИИ поможет ученым расшифровать сложные явления в самых разных областях, от биологии до космологии.