Исследователи из Гавайского университета в Маноа (UH) разработали новый инструмент искусственного интеллекта, который упрощает работу учёных с комплексными геолого-геофизическими данными — от отслеживания уровня моря на Земле до анализа атмосферных условий на Марсе.
Что такое IDEA?
Интеллектуальный помощник по работе с данными (IDEA) — это программная платформа, которая объединяет возможности больших языковых моделей, подобных тем, что используются в ChatGPT, с научными данными, специальными инструкциями и вычислительными ресурсами.
Как работает IDEA?
Учёные могут задавать IDEA вопросы на повседневном языке. Платформа может извлекать данные, проводить анализы, генерировать графики и даже проверять собственные результаты.
Их работа опубликована в Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation.
«Мы создали прототип помощника, который позволяет учёным задавать вопросы на простом языке и получать обратно работающий код, чёткие объяснения и даже готовые к публикации графики — за считанные минуты», — сказал Мэттью Видлански, ведущий автор исследования и заместитель директора Центра уровня моря Гавайского университета, который является частью Совместного института морских и атмосферных исследований в Школе океанских и земных наук и технологий.
«Наша цель — снизить барьер между геофизическими данными и людьми, которые пытаются их понять», — добавил он.
Прототип Station Explorer Assistant (SEA)
Видлански и Неманья Комар, соавторы исследования и разработчики программного обеспечения, создали прототип Station Explorer Assistant (SEA) в рамках более широкой платформы IDEA.
SEA демонстрирует, как платформа может быть применена для глобальных наблюдений за уровнем моря, помогая исследователям и студентам изучать изменения прибрежной зоны с помощью естественного языка.
«Пользователям SEA не нужно писать ни строчки кода, чтобы анализировать данные датчиков приливов, отслеживать повышение уровня моря или оценивать возникновение наводнений», — сказал Видлански.
«Интересная часть этой работы заключается в том, как легко платформа IDEA может быть адаптирована для изучения новых наборов данных», — добавил Комар. «Мы даже перешли от записей об уровне моря к пыльным бурям на Марсе — просто изменив инструкции и источник данных».
Ограничения ИИ-анализа
Тем не менее исследователи предупреждают, что анализы, сгенерированные ИИ, не являются безошибочными. «SEA и другие приложения на основе IDEA могут совершать ошибки, например, неправильно рассчитывать тренд», — отметил Видлански. «Вот почему человеческий контроль остаётся важным — мы создаём инструменты для помощи учёным, а не для их замены».
Для создания инструмента SEA Видлански и Комар подключили службу больших языковых моделей от OpenAI, аналогичную той, что используется в ChatGPT, с доступом для чтения из архива данных Центра уровня моря Гавайского университета. Они также предоставили модели специальные инструкции: по сути, это виртуальный справочник для анализа данных датчиков приливов. Безопасная вычислительная среда в UH затем запускает любой код, который генерирует модель.
Эта настройка позволяет помощнику анализировать наблюдения за уровнем воды в прибрежной зоне, оценивать тенденции уровня моря и даже описывать результаты — без написания пользователем компьютерного кода.
«Объединив измерения уровня приливов с интерактивным экспертным помощником ИИ, мы предоставляем учёным и студентам новый способ изучения того, как повышение уровня моря и приливно-отливные наводнения влияют на береговые линии мира — без специального программного обеспечения или навыков программирования», — продолжил Видлански.
Работа иллюстрирует роль Гавайского университета в переводе передовых исследований в практические инструменты для обеспечения устойчивости островов и обучения STEM в Гавайях.
Перспективы развития
Хотя SEA фокусируется на данных об уровне моря, базовая платформа IDEA разработана для работы в широком спектре областей геологии. В одном из примеров из исследования исследователи применили IDEA к атмосферным данным с Марса — области, с которой они раньше не работали, — и были удивлены, насколько легко помощник адаптировался к новому набору данных с помощью изменения инструкций и источника данных.
Эта гибкость является центральным элементом дизайна IDEA. Как открытая, универсальная платформа, она может быть настроена для решения различных исследовательских задач — от прогнозирования океана до изменения землепользования или даже планетарных наук.
Хотя SEA всё ещё является прототипом, его можно попробовать онлайн. Разработчикам предлагается изучить платформу IDEA на GitHub и поэкспериментировать с её адаптацией к своим данным или использованием с другими сервисами больших языковых моделей.
Команда приветствует отзывы и сотрудничество, чтобы помочь улучшить IDEA и расширить её научное применение. Пользователи SEA и IDEA могут оставить отзыв, отправив электронное письмо на idea-dev-grp@hawaii.edu.
В будущем исследователи планируют расширить возможности IDEA и базу пользователей. Будущие улучшения включают автоматизированные проверки для снижения количества ошибок при построении графиков, поддержку дополнительных источников данных и новую функцию, которая поможет пользователям создавать собственных помощников для решения других задач в области геологии.