Чтобы понять любое физическое явление, необходимо определить переменные, которые отвечают за него. В то время как ученые знакомы с переменными для большинства физических соединений, некоторые из них остаются неуловимыми. Теперь исследователи из Колумбийского университета использовали искусственный интеллект (ИИ) для разработки программы, которая наблюдает за такими физическими явлениями и обнаруживает соответствующие переменные. Программа использует видеокамеру для наблюдения за динамикой, а затем обрабатывает информацию, чтобы определить минимальный набор фундаментальных переменных, необходимых для ее описания.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Computational Science, исследователи начали с обработки необработанного видео в системе, ответ которой они уже знали. Затем они сопоставили результат системы искусственного интеллекта со своим собственным, который оказался близким. “Мы подумали, что этот ответ был достаточно близок. Где в основном выполнялась работа. Тем более, что весь искусственный интеллект имел доступ к тому, что было необработанным видеоматериалом, без каких-либо знаний о физике или геометрии. Но мы хотели знать, каковы на самом деле переменные, а не только их количество”, — сказал Ход Липсон, директор лаборатории Creative Machines на факультете машиностроения. Липсон также является автором исследования.
После этого команда попыталась визуализировать переменные, которые идентифицировала программа. В то время как они обнаружили две переменные, соответствующие углам плеч, две другие не могли быть описаны. “Мы попытались соотнести другие переменные со всем, что только могли придумать: угловой и линейной скоростями, кинетической и потенциальной энергией, а также различными комбинациями известных величин. Но, казалось, ничто не подходило идеально”, — объяснил Боюань Чен, доктор философии 22 года, доцент Университета Дьюка и ведущий автор исследования.
Исследователи продолжали тестировать систему и загружали в систему видео, на которые у них не было ответа. Среди них были видеоролики с воздушным танцором и лавовой лампой. Система выдала восемь переменных для них обоих. Между тем, для видеозаписи пламени из цикла праздничного камина система вернула 24 переменные.
Теперь команда надеется, что такая программа искусственного интеллекта может помочь ученым расшифровать сложные явления в самых разных областях — от биологии до космологии.
