Добавить новость
ru24.net
News in English
Декабрь
2024

Computer models are vital for studying everything from climate change to disease – here’s how AI could make them even better

0
NASA's Scientific Visualization Studio and NASA Center for Climate Simulation

Here’s one definition of science: it’s essentially an iterative process of building models with ever-greater explanatory power.

A model is just an approximation or simplification of how we think the world works. In the past, these models could be very simple, as simple in fact as a mathematical formula. But over time, they have evolved and scientists have built increasingly sophisticated simulations of the world as new data has become available.

A computer model of the Earth’s climate can show us temperatures will rise as we continue to release greenhouse gases into the atmosphere. Models can also predict how infectious disease will spread in a population, for example.

Computer models can be rejected if experimental evidence does not support them. So there’s a kind of arms race to keep models competitive as new data appears. And the revolution occurring in the field of artificial intelligence (AI) could make these vital tools even better.

Take weather and climate forecasting. The numerical models used to predict weather are large, complex and demanding in terms of the amount of computing power needed to run them.

They are also unable to learn from past weather patterns. However, methods based around artificial intelligence, including a subset of AI known as machine learning, have shown huge potential to improve on what we currently have.

Machine learning involves creating algorithms (sets of mathematical rules to perform particular tasks) that can learn from data and apply these lessons to unseen data.

But until recently, weather models that incorporated machine learning techniques weren’t considered suitable for what’s called ensemble forecasting, a set of forecasts that shows the range of possible future weather conditions. Nor were they useful for weather and climate simulations over the longer term, as opposed to near-term forecasts.

Models that use machine learning show huge promise in weather forecasting. ChickenWing Jackson / Shutterstock

However, a recent study published in Nature showed that a machine learning model called NeuralGCM produces ensemble forecasts that were just as good as the leading models. It could also produce realistic long-term forecasts of changes in the climate.

Machine learning models have to be “trained” by feeding them lots of data, from which they learn and improve at what they do. The training process is expensive and requires a lot of computer power.

However, after a model is trained, using it to make predictions is comparatively fast and cheap. The results show that AI can enhance the large-scale physical simulations that are essential for understanding and predicting the climate system.

Big data

As the British statistician George E.P. Box said, “All models are wrong but some models are useful.” We must also remember that all measurements are wrong. There is always some noise present in our data and it is not an entirely accurate reflection of the state of the world.

But models employing machine learning are enabled by “big data”. Vast stores of information and measurements can be used to train these models, giving them ever-greater predictive power. In general, big data is characterised by the three v’s: volume, velocity and variety.

Data now arrives in bigger volumes, at greater velocity, and with increased variety. This is partly due to the way that different electronic devices can be connected, via what’s called the “Internet of Things”.

Improving our understanding of how the Earth’s climate system will evolve in coming decades will be vital for informing efforts to tackle greenhouse emissions. It will also help us adapt to the effects of global warming.

Models using machine learning and another AI-based approach called deep learning have been used to detect and track COVID-19. Researchers have developed machine learning models that incorporate clinical, genetic and lifestyle factors to predict an individual’s risk of developing cardiovascular disease.

Scientists have also used the AI technique of deep reinforcement learning to develop tools that allow them to control the hot plasma necessary to generate nuclear fusion reactions.

In the past, AI was a fairly narrow field with very specific applications, such as playing chess. With the dawn of generative AI, its uses are much broader, with the technology able to create new content such as text, images and video.

This moves us closer to the goal of general artificial intelligence, where the technology becomes capable of carrying out any task a human could do. Building computer-based models of the world with the help of artificial intelligence represents another major milestone.

The world of science is starting to recognise the power of AI, as seen in the award this year of two Nobel prizes for work involving artificial intelligence. Maybe we are not that far away from a Nobel prize being awarded to an AI – or even a situation where a machine decides who to award the prizes to.

John Woodward does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus




«73,8 млн прослушиваний»: «Ура! Музыка» подвел итоги

На памятнике локомотиву ЧС2-010 в Барабинске зажглись ходовые огни

Тravel-эксперт Тариел Гажиенко: советы новичкам, как правильно подготовиться к путешествию

Скидки в спа-комплексе Mon Plaisir


Arsenal ‘pushing hardest’ for Julian Alvarez transfer but face battle with Premier League rivals for ex-Man City star

This millennial CEO grew up with a heroin addict dad. Now he’s running a multimillion-dollar agency

I had a bitter divorce with my ex-husband. I didn't expect his new wife to become one of my best friends years later.

Half the world population could be diabetic or insulin resistant by 2050


Управляйте климатом и безопасностью своего авто с помощью смартфона

Внедренческий центр «Раздолье» перевел «Интерпринт Рус» на 1С

Киберэксперт Лимарев: SIEM повышает уровень кибербезопасности критически важного оборудования

До середины июня ограничивается движение на развязке на трассе Ростов-на-Дону – Азов


Metal Force 3.51.0

Началась предзагрузка Crystal of Atlan на PC и смартфонах

Five new Steam games you probably missed (May 26, 2025)

Алмазы в Whiteout Survival: где собирать, как приумножать и на что тратить



Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов




Уникальный тренажер ледовой навигации, разработанный ЭМЦТ, открыт в университете имени С.О. Макарова

ГК «Юзтех» представит цифровые продуктовые решения Octopus и «Цифровой двойник рисков» на ЦИПР

Новосибирским ветеранам СВО и их семьям предоставят ипотеку под 2% годовых

В ТРЦ «Нора» состоится бесплатный кинопоказ семейного фильма «Линцесса. Тайна леса»


Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Где покушать парк Галицкого?

Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Анимационная студия «Карамель и Ко» приняла участие в International Animation and Game Buziness Conference


Синнер начал выступление на «Ролан Гаррос» с победы

Величие Овечкина, вылет «Ак Барса» и жизнь в США – в интервью Марченко

Елена Рыбакина рассказала об опасности следующей соперницы на «Ролан Гаррос»

Арина Соболенко призналась, чего с нетерпением ждет на «Ролан Гаррос»


Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Станислав Кондрашов анализирует олигархию как явление, пронизывающее историю

Анимационная студия «Карамель и Ко» приняла участие в International Animation and Game Buziness Conference

От Волги до Енисея: россияне увлеклись речными круизами


Музыкальные новости

В Волгограде с лучшими хитами выступит легендарный Вячеслав Бутусов. Угадайте, сколько стоят билеты на первые ряды

Внебрачная дочь Фредди Меркьюри прошла ДНК-тест и узнала правду

Будут рядом. Стало известно, почему Киркоров решил перезахоронить мать

Сергунина: В Пресненском районе отреставрируют памятник московского модерна



Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

В Тверской области прошёл благотворительный концерт «Культура в помощь Донбассу»


Утром во вторник из Пулково не вылетят 18 самолетов

Собянин рассказал о поддержке малого и среднего бизнеса

Лучшие футболисты из Подмосковья в РПЛ: рейтинг и успехи

Алексей Серебряков сыграл русского олигарха в Израиле


В Москве выставили на продажу новый ВАЗ-2109 за 1,7 млн рублей

17-летний почти новый Lamborghini Murcielago выставили на продажу в Москве

Сильный ветер до 17 м/с ожидается в Москве 28 и 29 мая

Из-за аварии перекрыто движение по трассе М-4 Дон в Тульской области в сторону Москвы


Выиграть миллион на «Юмор FM» помогает улыбка

В Кремле стартовали переговоры Путина и лидера Йемена

Путин проведет встречу с многодетными семьями из девяти регионов

Путин попросил Собянина сделать транспорт доступным для инвалидов





Офтальмолог Кирилл Светлаков: может ли мигрень испортить зрение

Большинство россиян выбирают врача по рекомендациям знакомых

ГК «ДИАКОН» представляет современные решения лабораторной диагностики на XI Международном конгрессе «Санаторно-курортное лечение» в Москве

Косметолог Мадина Осман: как сохранить молодость кожи в зоне декольте


Зеленский заявил, что в Киеве работают над получением ракет Taurus


«Чемпионат»: Комличенко согласовал контракт с «Локомотивом»

IX Открытый Московский фестиваль конного искусства и спорта

Поздравление с Днем Рождения Анатолию Корнеевичу Орлецкому

Уникальный тренажер ледовой навигации, разработанный ЭМЦТ, открыт в университете имени С.О. Макарова




Собянин: над Москвой и Подмосковьем отразили атаку трёх беспилотников

Сергей Собянин принял участие в юбилейном параде кадет

Путин попросил Собянина сделать транспорт доступным для инвалидов

Собянин: Отражена атака трех беспилотников на Московский регион


Подтверждена совместимость платформы SpaceVM и ОС «ОСнова»: шаг к единой экосистеме отечественных ИТ-решений

На рынке появилось технологичное агентство мобильного маркетинга mApps


Анимационная студия «Карамель и Ко» приняла участие в International Animation and Game Buziness Conference

Где покушать в Краснодаре?

Станислав Кондрашов анализирует олигархию как явление, пронизывающее историю

Клубный дом Моне - жилой комплекс, вдохновленный искусством


Как джин и виски из Саранска вывели предприятие Евгения Сидорова в лидеры индустрии

Заместитель прокурора Архангельской области и Ненецкого автономного округа Павел Матанцев и Уполномоченный по правам ребенка в Ненецком автономном округе Галина Гуляева проведут личный приём жителей Ненецкого автономного округа по вопросам защиты пра

В суд направлено уголовное дело о незаконной охоте с причинением крупного ущерба на территории Ненецкого автономного округа

Жара накроет регионы России


Акция «Поздравь библиотеку с праздником».

«Поэма» в сердце города: новый уровень жизни в центре Симферополя

Встреча друзей «Библиотека – волшебное место, где книгам не скучно, где всем интересно».

Мы служим книге, чтобы книга служила людям


ГК «Юзтех» представит цифровые продуктовые решения Octopus и «Цифровой двойник рисков» на ЦИПР

Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Где покушать в Краснодаре?

Уникальный тренажер ледовой навигации, разработанный ЭМЦТ, открыт в университете имени С.О. Макарова












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Большой шлем

США выиграли ЧМ по хоккею, информация об уходе Угальде из «Спартака». Главное к утру






Где заказать еду с доставкой в Краснодаре?

Уникальный тренажер ледовой навигации, разработанный ЭМЦТ, открыт в университете имени С.О. Макарова

Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов

Куда отправиться из Москвы в речном круизе? Обзор городов и теплоходов