Про погоду відомо багато: яка температура була в той чи інший день у різних куточках світу, які опади були рік тому тощо. Але ці масиви інформації слабо допомагають визначити головне – якою вона буде завтра. На допомогу метеорологам приходить штучний інтелект, який дослідники Microsoft навчили робити точніші прогнози.
Впровадженням сучасних інформаційних технологій з обробки метеоданих займаються Ашиш Капур (Ashish Kapoor), Ерік Горовіц (Eric Horvitz) та їхні колеги. Використовуючи штучний інтелект, вони намагаються відповісти на старе питання: що таке прогноз погоди.
Дослідники вже з’ясували, що розроблені ними методи на основі машинного навчання дозволяють передбачати погоду в найближчі 24 години точніше, ніж традиційні моделі прогнозів. Учені сподіваються, що їхнє рішення згодом можна буде використати і для вирішення складніших кліматичних завдань, наприклад, як зміна клімату впливає на погоду.
«Я думаю, що із часом ми зможемо використати переваги машинного навчання», – говорить Капур.
Традиційно для передбачення погоди використовуються фізичні моделі та симулятори процесів в атмосфері. Капур із командою зосередилися на аналізі зібраних за довгу історію метеоспостережень даних.
Подібний підхід став можливим в останні роки завдяки прогресу в технологіях машинного навчання. Вони дозволяють залучити великі комп’ютерні системи до обробки об’ємних масивів розрізненої інформації. За допомогою спеціальних алгоритмів машинного навчання комп’ютери будують графіки, на основі яких можна робити передбачення.
Для прогнозу погоди дослідники Microsoft використали зібрану в минулому інформацію про атмосферний тиск, температуру, точку роси та вітри. Ці дані стали основою для комп’ютерної системи передбачення метеорологічних умов. Щоб зробити прогнози точнішими, дослідники додали суміш фізичної моделі та методів машинного навчання, з глибокими нейронними мережами включно. Останні сьогодні дозволили значно поліпшити класифікацію зображень, розпізнавання мови, переклад.
Свою роботу Капур та Горовіц проводять, базуючись на власних попередніх дослідженнях з передбачення напряму вітрів на основі даних від тисяч літаків. Вони стали основою сервісу Windflow, який прогнозує напрям вітру в реальному часі. Цю службу використовують пілоти для оптимізації своїх польотів.
Проект із передбачення погоди також тісно пов’язаний з іншим інтересом Капура – гоночною командою Red Bull Air Race, де вчений допомагає пілоту Кірбі Чемблісу поліпшити свій час.
Наробітки Капура та Горовіца з поліпшення метеопрогнозів презентує інтерн Адітья Гровер (Aditya Grover), який працював разом з ними. У Microsoft Research він прийшов, коли ще був студентом, і його захопила робота над прогнозуванням погоди. Він навіть вирішив, що в майбутньому буде займатися штучним інтелектом, а зараз інтерн навчається в науковій школі при Стенфордському університеті. «Чесно кажучи, це був основний фактор, який підштовхнув мене подати документи в наукову школу», – каже Гровер.