Inteligjenca artificiale e re mund superkompjuterët, zgjidh problemet e matematikës dhe shkencës më shpejt se kurrë

Inxhinierët projektojnë makina më të sigurta, anije kozmike më elastike dhe ura më të forta duke përdorur probleme komplekse matematikore që drejtojnë proceset themelore. Në mënyrë të ngjashme, mjekët përdorin modele matematikore për të parashikuar problemet e zemrës me saktësi më të madhe.

Këto probleme, të quajtura ekuacione diferenciale të pjesshme, janë shtylla kurrizore e inxhinierisë dhe shkencës. Por zgjidhja e tyre mund të marrë ditë, madje edhe javë, veçanërisht për forma komplekse.

Tani, studiuesit e Universitetit Johns Hopkins kanë krijuar një model të ri të AI të quajtur DIMON. Ai mund t’i zgjidhë këto ekuacione komplekse mijëra herë më shpejt, pikërisht në kompjuterin tuaj personal.

“Ndërsa motivimi për ta zhvilluar atë erdhi nga puna jonë, kjo është një zgjidhje që ne mendojmë se në përgjithësi do të ketë një ndikim masiv në fusha të ndryshme të inxhinierisë sepse është shumë gjenerike dhe e shkallëzueshme,” tha Natalia Trayanova, profesoreshë e inxhinierisë biomjekësore dhe mjekësisë nga Universiteti Johns Hopkins.

Ekuacionet diferenciale të pjesshme janë probleme të zakonshme matematikore. Këto ekuacione ndihmojnë në konvertimin e skenarëve të botës reale në modele matematikore për të parashikuar ndryshimet e ardhshme në objekte ose mjedise.

Sidoqoftë, zgjidhja e këtyre problemeve të mëdha matematikore është zakonisht një punë për superkompjuterët. Gjërat po bëhen të lehta me ardhjen e inteligjencës artificiale. 

Ky kuadër i ri i AI DIMON do të thotë Mësimi i Operatorit të Hartave Diffeomorphic. 

Ekipi testoi DIMON në mbi 1000 modele kompjuterike dixhitale të zemrës të pacientëve të vërtetë. 

Është interesante se modeli parashikoi me saktësi rrugët e sinjalit elektrik në struktura të ndryshme të zemrës.

Në këtë demonstrim, studiuesit përdorën ekuacione diferenciale të pjesshme për të hetuar aritminë kardiake. Kjo ndodh kur zemra e njeriut rreh në mënyrë të parregullt për shkak të sinjaleve elektrike të ngatërruara.

Duke përdorur modelet dixhitale të binjakëve të zemrës, studiuesit mund të parashikojnë rrezikun e kësaj gjendjeje kërcënuese për jetën dhe të sugjerojnë trajtime të përshtatshme.

“Ne po sjellim teknologji të reja në klinikë, por shumë nga zgjidhjet tona janë kaq të ngadalta, saqë na duhet rreth një javë nga momenti kur skanojmë zemrën e një pacienti dhe zgjidhim ekuacionet diferenciale të pjesshme për të parashikuar nëse pacienti është në rrezik të lartë për papritur. vdekja kardiake dhe cili është plani më i mirë i trajtimit,” shpjegoi Trayanova, e cila drejton Aleancën Johns Hopkins për Inovacionin e Diagnostifikimit dhe Trajtimit Kardiovaskular. 

Inteligjenca artificiale e re përshpejton ndjeshëm parashikimet e sëmundjeve të zemrës, duke reduktuar kohën e llogaritjes nga orë në 30 sekonda. Mund të bëhet duke përdorur një kompjuter të thjeshtë, duke e bërë atë më praktik për përdorim të përditshëm klinik.

Kjo tregon potencialin e AI për aplikacione të ndryshme inxhinierike, duke përfshirë diagnozën mjekësore.

DIMON përdor AI për të parashikuar se si sistemet fizike sillen në forma të ndryshme. Ai mëson modele për të parashikuar faktorë si nxehtësia, stresi dhe lëvizja, duke e bërë më të shpejtë për detyra si optimizimi i dizajnit dhe modelimi i formës specifike.

“Për çdo problem, DIMON fillimisht zgjidh ekuacionet diferenciale të pjesshme në një formë të vetme dhe më pas harton zgjidhjen për shumë forma të reja. Kjo aftësi e ndryshimit të formës thekson shkathtësinë e saj të jashtëzakonshme, “tha Minglang Yin, një bashkëpunëtor postdoktoral i inxhinierisë biomjekësore të Johns Hopkins, i cili zhvilloi platformën.

DIMON mund të ndihmojë në fusha të ndryshme si hapësira ajrore, automobila dhe inxhinieria civile. Duke përshpejtuar simulimet, inxhinierët mund të dizajnojnë produkte më të sigurta dhe më efikase.

“Mund të funksionojë në thelb në çdo problem, në çdo fushë të shkencës ose inxhinierisë, për të zgjidhur ekuacione diferenciale të pjesshme në gjeometri të shumta, si në testimin e përplasjeve, kërkimin ortopedik ose probleme të tjera komplekse ku ndryshojnë format, forcat dhe materialet,” vuri në dukje Trayanova. në njoftimin për shtyp.