TOP STORIES Αρθρογραφια Κοινωνία Μετεωρολογία και Κλίμα Περιβάλλον & Ενέργεια Προγνώσεις

Οι υπερυπολογιστές στο σπίτι μας, για τις καιρικές προβλέψεις

Σε προηγούμενο άρθρο μου  κατέθεσα την άποψη ότι η ΕΜΥ για τα επόμενα χρόνια χρειάζεται έναν σχεδιασμό με κοινές υποδομές και δίκτυα ικανά να εξυπηρετούν όλους τους πολίτες και τους φορείς της πολιτείας, ενώ είναι απαραίτητο να προκριθούν συστήματα αυτοματισμού έκδοσης των προγνώσεων είτε αυτά αφορούν ενεργά προγράμματα επαγρύπνησης  για τα καιρικά φαινόμενα , την άμυνα ή ειδικούς τομείς όπως η γεωργία και η Ναυτιλία .  Η ακριβής πρόγνωση του καιρού είναι ζητούμενο και όλα τα κράτη δίνουν μεγάλη προτεραιότητα για  την πρόγνωση. Πρίν από  λίγο καιρό άλλωστε , το Ηνωμένο Βασίλειο ανακοίνωσε μια επένδυση ύψους σχεδόν 1.2 δισεκατομυρίων λιρών για την προμήθεια του μεγαλύτερου υπερυπολογιστή στον κόσμο για τον καιρό και το κλίμα. Οι αλλαγές που ήδη συμβαίνουν σε Παγκόσμια Κλίμακα στην Πρόγνωση του Καιρού έχουν επιφέρει σημαντικές αλλαγές σε όλες τις Μετεωρολογικές Υπηρεσίες , καθώς τα κράτη μέλη που μετέχουν σε διεθνή δίκτυα,  τρέχουν ήδη τις εφαρμογές τους σε απομακρυσμένους υπερυπολογιστές . Η ΕΜΥ ήδη “τρέχει” τα μοντέλα καιρού σε απομακρυσμένο Υπερυπολογιστή στο Ευρωπαικό Κέντρο (ECMWF) . Σε λίγα χρόνια τα κόστη για έγκυρες προγνώσεις θα μειωθούν σημαντικά και αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα οι Μετεωρολογικές Υπηρεσίες να μην επιβαρύνονται από υπερβολικές επενδύσεις σε υπολογιστές  και η προτεραιότητα θα δοθεί στην βελτίωση των προγνωστικών μοντέλων.     

ΟΙ ΝΕΟΙ “ΦΤΗΝΟΙ” ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

Εκτός όμως από την λύση των υπερυπολογιστών,  ερευνητές στο πανεπιστήμιο του Mainz και στο Università della Svizzera italiana στο Λουγκάνο έρχονται με τη σειρά τους να αμφισβητήσουν αυτό το status quo και προωθούν έναν νέο αλγόριθμο που επιτρέπει στους υπολογιστές να εκτελούν εργασίες που απαιτούν υπερυπολογιστές  . Οι ερευνητές σε πολύ πρόσφατη εργασία τους, ανακοίνωσαν την εφεύρεση ενός αλγορίθμου ικανού να επιτρέπει σύνθετες προβλέψεις καιρού ακόμη και σε προσωπικούς υπολογιστές , οι οποίες επί του παρόντος ήταν δυνατές μόνο στους υπερυπολογιστές. Με άλλα λόγια οι ερευνητές του πανεπιστημίου στο Mainz της Γερμανίας  με επικεφαλής την   στο Λουγκάνο της Ελβετίας, με επικεφαλής τον Illia Horenko , λένε ότι τα σημερινά ευρήματά τους θα μπορέσουν να προετοιμάσουν τον δρόμο για πολύ πιο αποδοτικές προβλέψεις καιρού ακόμη και από τους προσωπικούς μας υπολογιστές .

ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΑΛΙΑ ΣΤΗ ΝΕΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

Από την ανάπτυξη των πρώτων υπερυπολογιστών στις αρχές της δεκαετίας του 1970 υπήρξε σταθερή αύξηση της επεξεργαστικής ισχύος των υπολογιστών.  Αυτό βοήθησε στη βελτίωση της ακρίβειας της πρότυπης μοντελοποίησης, η οποία βασίζεται σε υπερυπολογιστές και οι οποίοι επεξεργάζονται πάρα πολλές μεταβλητές που σχετίζονται με τον καιρό.

Please accept YouTube cookies to play this video. By accepting you will be accessing content from YouTube, a service provided by an external third party.

YouTube privacy policy

If you accept this notice, your choice will be saved and the page will refresh.

Όμως τα τελευταία χρόνια με την ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης και της μηχανικής μάθησης αυτή η αύξηση της επεξεργαστικής ισχύος μπορεί να φτάνει στο τέλος της, λένε οι ερευνητές. «Θέλαμε να καταλάβουμε πώς λειτουργεί η τεχνητή νοημοσύνη και να κατανοήσουμε καλύτερα τις σχετικές συνδέσεις», δήλωσε η καθηγήτρια  Susanne Gerber, ειδική στη βιοπληροφορική στο Mainz. Παράλληλα με τον καθηγητή Illia Horenko, καθηγητή ηλεκτρονικών υπολογιστών στο USI, η Gerber ανέπτυξε μια τεχνική για την εκτέλεση πολύ πολύπλοκων υπολογισμών με χαμηλό κόστος και με υψηλή αξιοπιστία.

Η τεχνική χρησιμοποιεί μια μαθηματική βάση που ονομάζεται Scalable Probabilistic Approximation ( SPA). Χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο SPA, η Gerber και η ομάδα της μπόρεσαν να προβούν σε μια πρόβλεψη των επιφανειακών θερμοκρασιών στην Ευρώπη για την επόμενη μέρα με πρόβλεψη σφάλματος μόλις 0.75 ° C. “Η διαδικασία μπορεί να γίνει σε ένα συνηθισμένο υπολογιστή και έχει ποσοστό σφάλματος που είναι 40% καλύτερο από τα συστήματα υπολογιστών που χρησιμοποιούνται συνήθως από τις λοιπές υπηρεσίες καιρού”  , δήλωσε η Gerber.

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ IBM ΣΤΗ ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΤΟΥ ΚΑΙΡΟΥ

Στις αρχές του περασμένου έτους η αμερικανική εταιρεία ΙΒΜ παρουσίασε στη διεθνή έκθεση ηλεκτρονικών καταναλωτικών CES του Λας Βέγκας ένα νέο σύστημα πρόγνωσης του καιρού, το οποίο μπορεί να κάνει ανανέωση της πρόγνωσης ανά ώρα για οποιοδήποτε σημείο του πλανήτη. Το νέο σύστημα με την ονομασία GRAF (Global High-Resolution Atmospheric Forecasting System), που ανακοινώθηκε σε συνεργασία με το Weather Channel, χρησιμοποιεί υπερυπολογιστές της ΙΒΜ για να επεξεργάζεται εκατοντάδες εκατομμύρια μετεωρολογικά δεδομένα από όλο τον κόσμο. Στη συνέχεια κάνει προβλέψεις ακόμη και για περιοχές έκτασης μόνο τριών χιλιομέτρων ή ακόμη και για μεμονωμένες καταιγίδες.

Please accept YouTube cookies to play this video. By accepting you will be accessing content from YouTube, a service provided by an external third party.

YouTube privacy policy

If you accept this notice, your choice will be saved and the page will refresh.

Η ιδιαιτερότητα είναι ότι τα στοιχεία στα οποία βασίζεται το σύστημα, προέρχονται όχι μόνο από διάσπαρτους διεθνώς μετεωρολογικούς σταθμούς, αλλά επίσης από εκατομμύρια ‘έξυπνα’ κινητά τηλέφωνα εφοδιασμένα με αισθητήρες ατμοσφαιρικής πίεσης, καθώς και από online όργανα χιλιάδων αεροπλάνων που καταγράφουν εν πτήσει τις καιρικές συνθήκες. Στο μέλλον το σύστημα θα αξιοποιεί συνεχώς ολοένα περισσότερα στοιχεία, όσο αυξάνονται οι online συσκευές με αισθητήρες που συλλέγουν χρήσιμα για τον καιρό δεδομένα.

Η ΙΒΜ δείχνει μεγάλο ενδιαφέρον για την αγορά καιρικής πρόγνωσης, σύμφωνα με την εταιρεία αναλύσεων Forrester. Γι’ αυτό, άλλωστε, το 2016 εξαγόρασε την εταιρεία Weather Company, στην οποία ανήκει το Weather Channel. Είναι πιθανό ότι η εμπλοκή της ΙΒΜ με την μετεωρολογία θα οδηγήσει σε ακριβέστερες προγνώσεις του καιρού στο μέλλον. Η αρχή γίνεται με το GRAF, το οποίο, σύμφωνα με τους δημιουργούς του, «θα είναι το πρώτο στον κόσμο εμπορικό σύστημα ωριαίας πρόγνωσης του καιρού, ικανό να προβλέψει κάτι τόσο μικρό όσο οι καταιγίδες σε παγκόσμια κλίμακα». Βέβαια, η ακρίβεια της πρόγνωσης σε τοπικό επίπεδο θα εξαρτάται από την ποσότητα και αξιοπιστία των διαθέσιμων στοιχείων για τη συγκεκριμένη περιοχή.

Σε μια δεύτερη πρωτοποριακή εξέλιξη, η ΙΒΜ παρουσίασε τον πρώτο στον κόσμο κβαντικό υπολογιστή, ο οποίος έχει σχεδιαστεί για εμπορική χρήση. Λέγεται IBM Q System One και προς το παρόν δεν προορίζεται για πώληση, αλλά θα δοθεί η δυνατότητα στους πελάτες της εταιρείας να τον χρησιμοποιούν μέσω διαδικτύου για να κάνουν κβαντικούς υπολογισμούς. Ο υπολογιστής διαθέτει 20 κβαντικά δυφία ή bits (qubits), αν και οι περισσότεροι ειδικοί της πληροφορικής συμφωνούν ότι ένας κβαντικός υπολογιστής πραγματικά ανώτερος από τους συμβατικούς, θα πρέπει να διαθέτει τουλάχιστον 50 κβαντικά δυφία.  Ο IBM Q System One δεν είναι ο πιο ισχυρός κβαντικός υπολογιστής. Δεν είναι ο ισχυρότερος της IBM. Αλλά είναι ο πρώτος που θα μπορούσε, τεχνικά, να εγκατασταθεί στον χώρο ενός πελάτη.
Προς το παρόν είναι προσβάσιμος μέσω του cloud της εταιρείας “Q” initiative που προσφέρει quantum computing.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον IBM Q System One, επισκεφθείτε την επίσημη ιστοσελίδα.

Διαβάστε την πρωτότυπη μελέτη των ερευνητών του πανεπιστημίου στο Mainz της Γερμανίας
Loader Loading...
EAD Logo Taking too long?

Reload Reload document
| Open Open in new tab

Πηγή : Science Advances https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6989146/

https://www.akqa.com/work/ibm/q-system-one/

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *