Készüljünk fel a napviharokra: a NASA és az IBM innovatív együttműködése révén, mesterséges intelligencia alkalmazásával, még gyorsabbá válik a Nap időjárásának előrejelzése.

A Nap viharainak előrejelzése egyre jelentősebbé válik, mivel a növekvő űrtechnológiai függőségünk folytán egyre inkább szükségessé válik a naptevékenységek pontos megértése és előrejelzése.

A Surya, egy innovatív, nyílt forráskódú mesterséges intelligencia modell, nevét a szanszkrit nyelvben a Napra, valamint a hindu napistenre utalva kapta. A NASA Solar Dynamics Observatory, amely az amerikai űrügynökség Napot megfigyelő műholdja, kilenc éven át gyűjtötte és elemezte a Napról készült nagyfelbontású (4096x4096 pixeles) felvételeit. E folyamat során a Surya megtanulta előre jelezni a Nap időjárási jelenségeit. Az űrszonda 2010 óta folyamatosan, 12 másodpercenként készít képeket a Nap felszínéről, így létrehozva egy hatalmas, több millió tételt magában foglaló képi adatbázist.

A napkitörések veszélyesek, hiszen kiiktathatják az elektromos hálózatokat, megbéníthatják a műholdakat és megzavarhatják a GPS-rendszereket. Az 1989-es québeci áramszünet kilenc órán át tartott, miután egy napviharban kilökődött szoláris anyag elérte a Földet. A Lloyd's tanulmánya szerint egy hasonló esemény napjainkban 2,4 billió dollárnyi kárt okozhat - világít rá a projekt fontosságára a Greenbot.

"Tekintsünk erre úgy, mint egy űrbeli időjárás-előrejelzésre. Ahogy a veszélyes időjárási jelenségekre való felkészülésen dolgozunk, úgy a napviharok esetében is hasonlóan kell eljárnunk" - nyilatkozta Juan Bernabe-Moreno, az IBM igazgatója, aki a NASA-val való tudományos együttműködésért felelős. Hozzátette, hogy a Suryával közösen kifejlesztették az első olyan alapmodellt, amely képes "belépni" a Nap atmoszférájába, és előre jelezni annak aktivitását.

A mesterséges intelligencia által működtetett modell 16%-kal felülmúlta a hagyományos módszerek előrejelzési pontosságát a napkitörések 24 órás előrejelzésében. Ami igazán figyelemre méltó, az az, hogy ez a rendszer képes részletes vizuális térképek készítésére, amelyek precízen jelzik, hol várható a napkitörés, akár két órával a bekövetkezése előtt.

A Nap időjárás-előrejelzése jelenleg nagyjából egy órás előrejelzést kínál, amely lehetőséget ad arra, hogy a műholdak üzemeltetői biztonságos üzemmódba állítsák a berendezéseiket. Ez az extra idő különösen fontos az áramszolgáltatók számára is, hiszen lehetővé teszi számukra az elektromos hálózatok védelmét a napszéli aktivitás esetleges zavarai ellen.

"A NASA heliofizikai adatain kiképzett alapmodell kifejlesztésével megkönnyítjük a Nap viselkedésének összetett elemzését eddig nem látott sebességgel és pontossággal" - jelentette ki Kevin Murphy, a NASA tudományos adatokért felelős vezetője.

A modell kidolgozása során különleges mérnöki kihívásokkal kellett szembenézni, hiszen a Napról készült fényképek mérete tízszerese a szokásos mesterséges intelligencia képzési adatoknak. Az IBM innovatív számítógépes rendszereket tervezett, amelyek képesek kezelni ezeket az óriási fájlokat, miközben a napkitörések előrejelzéséhez szükséges minták az előírt részletességgel kerültek feldolgozásra.

A napviharok fokozódó fenyegetést jelentenek, ahogy egyre inkább rászorulunk az űrtechnológiára. Az intenzív napkitörések képesek felmelegíteni a Föld felső légkörét, ami légellenállást generál, és ennek következtében műholdakat vonhat le a pályájukról. Emellett az űrhajósokat és a repülőgépek utasait is veszélyes sugárzásnak teszik ki, ami komoly kihívásokat jelent a modern technológiai világban.

"A Föld számára a legkiterjedtebb felkészülési időszakot szeretnénk biztosítani. Bízunk benne, hogy a modell az idők folyamán elsajátította a csillagunk fejlődésének mögöttes kulcsfolyamatait, így értékes és alkalmazható felismerésekhez juthatunk" - nyilatkozta Andrés Muñoz-Jaramillo, a Southwest Research Institute napfizikusa és a Surya projekt vezető kutatója.

A kutatók a Suryát nyílt forráskódú szoftverként adták ki a GitHubon és az Hugging Face-on, lehetővé téve a tudósok számára, hogy világszerte speciális alkalmazásokat készítsenek hozzá. A modell csatlakozik az IBM és a NASA korábbi, földtudományi célú mesterséges intelligenciaeszközeihez, köztük az árvizeket és erdőtüzeket előrejelző rendszerekhez.

A Surya mellett a csapat nyílt forráskódúvá alakítja a SuryaBench-et is, amely egy gondosan összeválogatott adathalmazon és benchmarkokon alapul. E készlet célja, hogy megkönnyítse az alkalmazások fejlesztését és értékelését, nem csupán az űridőjárás-előrejelzés terén, hanem a Napról szerzett részletesebb információk összegyűjtésében is.

Az időzítés kulcsfontosságú szerepet játszik, hiszen a tervezett költségvetési megszorítások komoly fenyegetést jelentenek a NASA tudományos programjaira. Jelenleg a Surya összes képzési adatát biztosító Solar Dynamics Observatory finanszírozása a legfrissebb javaslatok értelmében évi 14 millió dollárról 8 millió dollárra csökkenhet.

A tudósok remélik, hogy a mesterséges intelligencia áttörése bizonyítja a hosszú távú űrmissziók értékét, miközben a politikai döntéshozók a jövőjükről vitáznak - írja a Greenbot.

A Surya és a SuryaBench egy teljesen új nézőpontot kínál a Napról. A kutatócsapat következő, válogatott adatokból és referenciaértékekből álló kiadása az űridőjárás Földre gyakorolt hatásainak előrejelzésével foglalkozik majd. Ezzel az új modellel a tudósok egy olyan eszközhöz jutottak, amellyel minden eddiginél gyorsabban előre jelezhetik a potenciálisan veszélyes napkitöréseket, és reagálhatnak is rájuk. Ez egy új világ ahhoz, ahogyan a Napra tekintünk - olvasható az IBM blogjában.