„Az alapvető matematikai és fizikai modellek hiányában az MI sokszor hibás modelleket, illetve adatokat generál, még akkor is, ha a legfejlettebb mesterséges intelligenciát vagy gépi tanulási technikákat alkalmazzuk” – emelte ki az ELTE csillagászprofesszora.

Erdélyi Róbert nemzetközi kutatócsoportjának sikerült részletesen feltérképezni a mesterséges intelligencia alkalmazhatóságának határait a Nap mágneses terének előrejelzésében. A napfizikában áttörőnek számító eredményről a Nature Astronomy folyóiratban számoltak be.

A gépi intelligencia egyre komolyabb szerepet kap a nap- és plazmafizika területén, valamint az űridőjárás vizsgálatában. Nemrégiben új MI-modellt fejlesztettek ki, amelytől korábbi tudományos vizsgálatok alapján azt remélték, hogy szinte tökéletes részletességgel képes visszaadni a Nap körülbelül 5.400 fokos felszínének, a fotoszférának a mágneses térképét.

Az MI számára bemeneti paraméterként azokat a megfigyeléseket adták meg, amelyeket a NASA SDO műhold készített a Nap körülbelül 50.000 fokos kromoszféra légköri magasságában.

GPS, műhold, áramellátás: károkat okozhatnak az űrviharok

Az égitest légkörének precíz felmérése fontos előrelépés lenne a plazma-asztrofizika területén, hiszen az ún. szoláris mágneses aktív régiók kialakulásában központi csillagunk mágneses tere játszik igen fontos szerepet.

A Nap megfigyelt (a) és MI által generált (b) magnetogramja (Forrás: Liu és tsi., Nature Astronomy, 2021)

Erre a feladatra hozta létre Erdélyi Róbert, a Sheffieldi Egyetem és az ELTE csillagászprofesszora, a Magyar Napfizikai Alapítvány kuratóriumi elnöke a gyulai központú SAMNet (Solar Activity Monitor Network) nemzetközi űridőjárás-megfigyelő hálózatot. A SAMNet saját fejlesztésű, a mágneses tér mérésére alkalmas műszerei segítségével vizsgálja meg a Nap alsóbb légkörét a fotoszféra és a kromoszféra között.

Ebben a dinamikusan változó, aktív régióban keletkeznek azok a nagy energiájú flerek (fényfellobbanások) és plazmapulzusok (koronakilövellések) is, amelyek komoly űridőjárási zavarokat tudnak okozni. Az „űridőjárás” a Napból eredő, a Föld körüli térségben észlelhető zavarok összefoglaló neve.

A mesterséges intelligenciával fantasztikus eredményeket lehet elérni, de mint Erdélyi Róbert elmondta, kutatásuk során bebizonyosodott, hogy a nagy energiájú napkitörések fizikai jelenségeinek matematikai elemzése nélkül az MI eredményei könnyen félrevezethetnek.

„A mesterséges intelligenciára nem szabad mindentudó varázsgömbként tekinteni. Ha nem megfelelően használjuk, rossz következtetésekre juthatunk. A vizsgálatok során a matematikai és fizikai modellezés alapvető fontosságú” – fogalmazott a professzor. A kutatócsoport innovációk után bebizonyította, hogy a korábbi tudományos elképzelésekkel szemben az MI-modell adatait kritikával és roppant óvatosan szabad csak felhasználni a napfelszíni mágneses tér szerkezetének előrejelzésére.

„Azt vettük észre, hogy a korábban tökéletesnek hitt MI-modell sokkal rosszabbul teljesít a vártnál. A mesterséges intelligencia egyelőre nem képes megfelelő módon visszaadni a teljes előjel nélküli naplégköri mágneses fluxus értékeket, illetve más további fontos fizikai paramétereket. Ilyen például a nettó mágneses fluxus értéke vagy a mágneses teret elválasztó semleges vonalak száma, pedig ezek kulcsfontosságú paramétereknek számítanak az űridőjárás-előrejelzés terén” – magyarázták a kutatók, Jiajia Liu és Yimin Wang.

Eredményüket a jelenleg ismert fizikai modellek is alátámasztják, hiszen a magnetohidrodinamika elmélete kimondja, hogy a kromoszféráról és a koronáról készült megfigyelések nem nyújtanak elegendő információt a részletes fotoszférikus mágneses térszerkezetekről.