Insinöörit suunnittelevat turvallisempia autoja, vakaampia avaruusaluksia ja vahvempia siltoja käyttämällä monimutkaisia matemaattisia ongelmia, jotka ohjaavat perusprosesseja. Samoin lääkärit käyttävät matemaattisia malleja ennustaakseen tarkemmin sydänongelmia. Nämä ongelmat, joita kutsutaan osittaisdifferentiaaliyhtälöiksi, ovat tekniikan ja tieteen perusta. Mutta niiden ratkaiseminen voi kestää päiviä tai jopa viikkoja, varsinkin monimutkaisissa muodoissa.
Seuraa kanavaamme saadaksesi viimeisimmät uutiset Google News verkossa tai sovelluksen kautta.
Nyt Johns Hopkinsin yliopiston tutkijat ovat luoneet uuden tekoälyn mallin nimeltä DIMON. Se voi ratkaista nämä monimutkaiset yhtälöt tuhansia kertoja nopeammin suoraan henkilökohtaisella tietokoneellasi.
"Vaikka motivaatio sen kehittämiseen nousi omasta työstämme, uskomme, että tällä ratkaisulla on valtava vaikutus tekniikan eri osa-alueille, koska se on erittäin monipuolinen ja skaalautuva", sanoo Johnsin biolääketieteen ja lääketieteen professori Natalia Trayanova. Hopkinsin yliopisto.
Osittaiset differentiaaliyhtälöt ovat yleinen matemaattinen ongelma. Nämä yhtälöt auttavat muuttamaan reaalimaailman skenaariot matemaattisiksi malleiksi ennustamaan tulevia muutoksia esineissä tai ympäristöissä. Näiden suurten matemaattisten ongelmien ratkaiseminen on kuitenkin yleensä supertietokoneiden työ. Tekoälyn myötä kaikki muuttuu helpommaksi.
Uusi tekoälykehys DIMON on lyhenne sanoista Diffeomorphic Mapping Operator Learning. Tiimi testasi DIMONia yli 1000:lla todellisten potilaiden digitaalisella tietokonesydänmallilla. On mielenkiintoista, että malli ennusti tarkasti sähköisten signaalien kulkureitit sydämen eri rakenteissa.
Tässä esittelyssä tutkijat käyttivät osittaisia differentiaaliyhtälöitä sydämen rytmihäiriöiden tutkimiseen. Se tapahtuu, kun ihmisen sydän lyö epäsäännöllisesti sekaisin sähköisten signaalien vuoksi.
Käyttämällä digitaalisia malleja sydämen kaksoiskappaleista tutkijat voivat ennustaa tämän hengenvaarallisen tilan riskin ja ehdottaa sopivia hoitoja. "Tuomme klinikalle uutta teknologiaa, mutta monet ratkaisuistamme ovat niin hitaita, että kestää noin viikon potilaan sydämen skannaamisesta ja osittaisten differentiaaliyhtälöiden ratkaisemisesta ennustaaksemme, onko potilaalla suuri äkillisen sydänkuoleman riski ja mikä on paras hoitosuunnitelma", selitti Trayanova, joka johtaa Alliance for Cardiovascular Diagnostic and Therapeutic Innovations -järjestöä Johns Hopkinsin yliopistossa.
Uusi tekoäly nopeuttaa merkittävästi sydänsairauksien ennustamista ja lyhentää laskenta-aikaa tunneista 30 sekuntiin. Tämä voidaan tehdä yksinkertaisella tietokoneella, mikä tekee siitä käytännöllisemmän päivittäisessä kliinisessä käytössä. Tämä osoittaa tekoälyn mahdollisuudet erilaisissa suunnittelusovelluksissa, mukaan lukien lääketieteellinen diagnostiikka.
DIMON ennustaa tekoälyn avulla erimuotoisten fyysisten järjestelmien käyttäytymistä. Se oppii kuvioita ennustamaan tekijöitä, kuten lämpöä, stressiä ja liikettä, ja nopeuttaa tehtäviä, kuten suunnittelun optimointia ja tiettyjen muotojen mallintamista.
"Jokaiselle tehtävälle DIMON ratkaisee ensin osittaiset differentiaaliyhtälöt yhdellä lomakkeella ja kartoittaa sitten ratkaisun useisiin uusiin muotoihin. Tämä kyky muuttaa muotoa korostaa sen poikkeuksellista monipuolisuutta", sanoi Minglang Yin, biolääketieteen tekniikan tutkijatohtori Johns Hopkinsin yliopistosta, joka on kehittänyt alustan.
DIMON voi auttaa monilla aloilla, kuten ilmailu-, auto- ja maa- ja vesirakentaminen. Simulaatioita nopeuttamalla insinöörit voivat suunnitella turvallisempia ja tehokkaampia tuotteita. "Hän voi työskennellä melkein minkä tahansa ongelman parissa, millä tahansa tieteen tai tekniikan alalla, ratkaisemalla osittaisia differentiaaliyhtälöitä eri geometrioilla, esimerkiksi törmäystesteissä, ortopedisissa tutkimuksissa tai muissa monimutkaisissa tehtävissä, joissa muodot, voimat ja materiaalit", Trayanova sanoi. lehdistötiedote.
Jos olet kiinnostunut ilmailua ja avaruusteknologiaa koskevista artikkeleista ja uutisista, kutsumme sinut uuteen projektiimme AERONAUT.media.
Lue myös:
- OpenAI integroi anti-drone AI -malleja Anduril-järjestelmiin
- Motorola käynnistää Moto AI avoimen betaohjelman