בינה מלאכותית מנבאת פעילות סולארית כמעט תשע שעות לפני שהיא מופיעה

Saturday 15 - 12:15

חוקרים מהמכון הטכנולוגי של ניו ג'רזי פיתחו מודל חדש של בינה מלאכותית המסוגל לזהות את הסימנים המוקדמים של אזורים פעילים המופיעים על השמש, דבר שעשוי לספק אזהרה מספר שעות לפני שהאזורים הללו הופכים לגלויים.

המוכר בשם EarlyDetect, המערכת פותחה על ידי צוות מחקר העובד עם מספר אוניברסיטאות ומוסדות מדעיים בארה"ב. המחקר, שפורסם ב-כתב העת למחקר גיאופיזי: למידת מכונה וחישוב, השתמש בצפיות שנאספו על ידי מצפה הדינמיקה הסולארית של נאס"א כדי לאמן את המודל לזהות שינויים עדינים הקשורים לפעילות סולארית מתפתחת.

אזורים פעילים הם אזורים של פעילות מגנטית אינטנסיבית על השמש שבהם יכולים להיווצר כתמי שמש ויכולים להיווצר פרצים סולאריים חזקים. זיהוי אזורים אלו בשלב מוקדם יכול לשפר את יכולת המדענים לחזות תקופות של פעילות סולארית מוגברת ולהעריך סיכונים פוטנציאליים הקשורים למזג האוויר בחלל.

במקום להסתמך רק על שינויים נראים על פני השמש, EarlyDetect מנתח גלי קול הנעים דרך השמש. החוקרים מצאו כי שדות מגנטיים מתפתחים יכולים להשאיר חתימות עדינות מאוד בגלים הללו, מה שמאפשר לבינה מלאכותית לזהות דפוסים שקשה לזהותם באמצעות תצפיות מסורתיות בלבד.

המודל משתמש בארכיטקטורת Transformer, סוג של טכנולוגיית בינה מלאכותית שהפכה גם היא ידועה מאוד דרך מודלים של שפה גדולה. במקרה זה, עם זאת, המערכת אומנה לפרש תצפיות סולאריות ולא שפה אנושית.

במהלך הפיתוח, החוקרים נתקלו בבעיה לא צפויה הקשורה בטכניקת הפחתת רעש שנועדה להסיר אותות לא רלוונטיים מהנתונים. במקום לשפר את המערכת, תהליך הסינון לפעמים מחק את האותות החלשים מאוד שהכילו מידע יקר ערך על פעילות סולארית עתידית.

לאחר ששינו את הגישה, החוקרים אימנו את EarlyDetect על תצפיות סולאריות אמיתיות ובחנו אותו מול אזורים פעילים שלא נראו קודם לכן. המודל הצליח לחזות את הופעת האזורים הפעילים בערך 9.24 שעות מראש בממוצע, והציג ביצועים טובים יותר מאשר גישות קודמות.

החוקרים מאמינים שהטכנולוגיה עשויה בסופו של דבר לתרום לחיזוי מזג האוויר בחלל בצורה יעילה יותר. פעילות סולארית חזקה יכולה להשפיע על לוויינים, תקשורת רדיו, מערכות ניווט ותשתיות חשמליות על פני כדור הארץ, מה שהופך אזהרות מוקדמות לערך רב עבור מפעילי מערכות קריטיות.

עם זאת, EarlyDetect עדיין לא מערכת חיזוי פעילה לחלוטין. המודל יכול עדיין לייצר אזעקות שווא או חיזויים מאוחרים, וזיהוי אזור פעיל מתפתח לא בהכרח אומר שיתקיים פרץ סולארי.

לכן, צוות המחקר ממשיך לשפר את הטכנולוגיה ולשפר את האמינות שלה. כדי לתמוך בעבודות מדעיות נוספות, החוקרים גם זמינו את מאגר הנתונים SolARED ופיתחו פלטפורמה אינטראקטיבית הידועה בשם SAR Portal, המאפשרת לחוקרים בתחום הבינה המלאכותית ופיזיקה סולארית לחקור את התצפיות ולבחון שיטות חיזוי חדשות.

פיתוח EarlyDetect ממחיש כיצד בינה מלאכותית משולבת יותר ויותר עם מדע החלל כדי לזהות דפוסים שעשויים להיות קשים לזיהוי באמצעות שיטות מסורתיות. אם ניתן לשפר את הדיוק שלה עוד יותר, מערכות כאלה עשויות להפוך לרכיב חשוב במאמצים עתידיים לנטר ולחזות פעילות סולארית.