تحلیل‌های جدید پس از ایسایاس نشان می‌دهند همه مدل‌های هوش مصنوعی یکسان نیستند

مایکل لوری | ۱۶ اکتبر ۲۰۲۶

برای خوانندگان همیشگی این خبرنامه، دیگر خبر تازه‌ای نیست که مدل هوش مصنوعی DeepMind گوگل در پیش‌بینی توفان‌های هاریکین، مدلی است که دیگران باید با آن رقابت کنند.

ما نخستین رسانه‌ای بودیم که عملکرد خیره‌کننده DeepMind را در نخستین اجرای آن در فصل گذشته توفان‌ها، هم‌زمان با وقوع رویدادها، گزارش کردیم و از آن زمان نیز بارها عملکرد و به‌روزرسانی‌های این مدل را بررسی کرده‌ایم؛ از جمله تازه‌ترین تحلیل جامع از عملکرد چشمگیر آن در سال ۲۰۲۶.

اکنون که مدل‌های هوش مصنوعی پیش‌بینی توفان‌های هاریکین سرانجام به جریان اصلی اخبار راه یافته‌اند و این هفته نیویورک‌تایمز، سی‌ان‌ان و دیگر رسانه‌های ملی نیز درباره آنها گزارش داده‌اند، بد نیست تفاوت میان این مدل‌ها را دقیق‌تر بررسی کنیم. به هر حال، همه مدل‌های هوش مصنوعی یکسان نیستند و تحلیل‌های جدید HurriLab، شرکت فناوری هواشناسی مستقر در کارولینای شمالی، نشان می‌دهد مدل‌های هوش مصنوعی دیگر در مقایسه با مدل قدرتمند DeepMind گوگل چه عملکردی داشته‌اند.

سه گروه متمایز از مدل‌های پیش‌بینی هاریکین

در تحلیل‌های جامع HurriLab، در ارزیابی مقدماتی پیش‌بینی‌های مربوط به هاریکین ایسایاس، سه گروه متمایز از مدل‌ها پدیدار شدند. ایسایاس یک هفته پیش در چنین روزی به‌عنوان هاریکین رده ۲ به پن‌هندل فلوریدا رسید.

HurriLab با استفاده از معیاری مبتنی بر احتمال به نام «امتیاز انرژی منصفانه» که هم خطای مسیر و هم میزان توافق اعضای مجموعه را می‌سنجد و در عین حال مزیت ناعادلانه مجموعه‌های بزرگ‌تر را تعدیل می‌کند، دریافت که مدل هاریکین مبتنی بر هوش مصنوعی DeepMind گوگل در سطحی کاملاً متفاوت قرار دارد. همه نسخه‌های فعلی DeepMind تقریباً با فاصله‌ای ناچیز در صدر جدول امتیاز انرژی منصفانه قرار گرفتند. این مدل‌ها در تمام زمان‌های پیش‌بینی، امتیازهای انرژی منصفانه بسیار پایینی داشتند و نشان دادند مجموعه مدل‌های هوش مصنوعی هاریکین گوگل در سراسر دوره حضور ایسایاس در خلیج مکزیک، تا چه اندازه به‌طور مداوم دقیق و مطمئن عمل کرده است.

سامانه مجموعه‌ای هوش مصنوعی اروپا که ژوئیه گذشته راه‌اندازی شد و سامانه جدیدتر هوش مصنوعی GFS که دسامبر گذشته معرفی شد و اکنون نخستین فصل هاریکین خود را پشت سر می‌گذارد، هر دو در جریان ایسایاس عملکرد قابل‌قبولی داشتند. این دو سامانه، که به‌ترتیب با خطوط آبی و بنفش در نمودار امتیاز انرژی منصفانه مشخص شده‌اند، در پیش‌بینی مسیر با فاصله‌ای چشمگیر از نمونه‌های سنتی و فیزیک‌محور خود بهتر عمل کردند؛ این نمونه‌ها با خطوط قرمز و با برچسب‌های IFS ENS و GEFS مشخص شده‌اند.

در پیش‌بینی مسیر ایسایاس، سامانه‌های مجموعه‌ای قدیمی و فیزیک‌محور با فاصله زیادی در جایگاه سوم قرار گرفتند. هر دو سامانه مدل‌سازی متعارف در پیش‌بینی ایسایاس ناکام ماندند؛ امتیازهای انرژی منصفانه آنها به‌طور محسوسی بالا بود و خطای پیش‌بینی مسیرشان به‌تنهایی بیش از دو برابر میانگین پنج‌ساله بود.

کدام مدل‌ها زمان و مکان فرود ایسایاس را دقیق‌تر پیش‌بینی کردند؟

یکی از نکات مهمی که در مراحل ابتدایی پیش‌بینی ایسایاس درباره آن صحبت کردیم، اختلاف میان مدل‌ها درباره محل و زمان رسیدن این توفان به شمال خلیج مکزیک بود. سامانه‌های سنتی و فیزیک‌محور، توفانی ضعیف‌تر و کندتر را پیش‌بینی می‌کردند که در نقطه‌ای غربی‌تر، نزدیک لوئیزیانا یا ساحل می‌سی‌سی‌پی، به خشکی می‌رسید. در مقابل، مدل‌های هوش مصنوعی بیشتر به سمت شرق، یعنی نزدیکی ساحل آلاباما یا پن‌هندل فلوریدا، متمایل بودند و توفانی قوی‌تر و سریع‌تر را تا زمان رسیدن به خشکی پیش‌بینی می‌کردند.

در نتیجه، تعجبی نداشت که مدل‌های هوش مصنوعی در پیش‌بینی زمان و مکان فرود ایسایاس نیز عملکرد بهتری از مدل‌های فیزیک‌محور داشته باشند. چشمگیرتر از همه، DeepMind گوگل توانست سه روز پیش از فرود، زمان رسیدن توفان به خشکی را با خطایی در حد چند ساعت مشخص کند و در عین حال، نزدیک‌ترین پیش‌بینی را به محل واقعی رسیدن مرکز توفان در دستینِ فلوریدا ارائه دهد.

مجموعه‌های فیزیک‌محور اروپا و GFS نه‌تنها محل فرود را بیش از حد به سمت غرب پیش‌بینی کرده بودند، بلکه زمان فرود را نیز دست‌کم ۲۴ ساعت دیرتر برآورد کردند. اشتباه در پیش‌بینی زمان فرود می‌تواند جان افرادی را که برای مقابله با هاریکین تهدیدکننده آماده می‌شوند یا از مناطق خطر تخلیه می‌کنند به خطر بیندازد؛ بنابراین، این موضوع نیز یکی دیگر از موفقیت‌های بزرگ مدل‌های هوش مصنوعی هاریکین در جریان ایسایاس بود.

دکتر والاس هاگست، بنیان‌گذار و مدیرعامل HurriLab که این شرکت را در ژوئن امسال، پس از سال‌ها فعالیت به‌عنوان ارشدترین مقام علمی مرکز ملی هاریکین و هدایت ادغام مدل‌های پیش‌بینی هوش مصنوعی راه‌اندازی کرد، به‌سرعت به دقت و ثبات مدل‌های هوش مصنوعی در جریان ایسایاس اشاره می‌کند. هاگست گفت: «هیچ مدل هواشناسی در طول دوران کاری من هرگز کامل نخواهد بود، اما به نظر من شاهد جهشی بزرگ در مهارت پیش‌بینی نسبت به چند دهه گذشته هستیم.»

عملکرد قدرتمند مدل‌های هوش مصنوعی فقط به ایسایاس محدود نمی‌شود

عملکرد قدرتمند مدل‌های هوش مصنوعی فقط به هاریکین ایسایاس محدود نمی‌شود. این عملکرد بخشی از روند گسترده‌تری است که نشان می‌دهد هوش مصنوعی نه‌تنها در برابر مدل‌های قدیمی فیزیک‌محور، بلکه در رقابت با پیش‌بینی‌کنندگان انسانی نیز به مزیت بیشتری دست پیدا کرده است.

بر اساس داده‌های مقدماتی ارزیابی عملکرد از ابتدای فصل که جیمز فرانکلین، رئیس پیشین یکی از شعب مرکز ملی هاریکین، گردآوری کرده است، DeepMind گوگل همچنان در پیش‌بینی مسیر همه توفان‌ها در حوزه‌های آتلانتیک و اقیانوس آرام شرقی و مرکزی، از پیش‌بینی رسمی مسیر مرکز ملی هاریکین بهتر عمل می‌کند.

پیش‌بینی‌کنندگان انسانی در مرکز ملی هاریکین به سابقه بهتر DeepMind آگاه‌اند و این مدل را در راهنمای اجماعی ترکیبی مانند TVCN و HCCA وارد می‌کنند. HCCA قوی‌ترین مدل‌ها را در نظر می‌گیرد و سوگیری‌های موجود در هر مدل را نیز اصلاح می‌کند. چنین مدل‌های ترکیبی مانند TVCN و HCCA به‌طور سنتی نخستین منابع راهنمایی مورد توجه NHC بوده‌اند، زیرا در بازه‌های زمانی طولانی‌تر، پیش‌بینی اجماعی معمولاً از هر سامانه مدل‌سازی منفرد عملکرد بهتری دارد.

با این حال، همان‌طور که فرانکلین نشان می‌دهد، این قاعده در دو فصل گذشته هاریکین صادق نبوده است. DeepMind گوگل در این مدت، پیش‌بینی دقیق‌تر مسیر را با فراوانی حیرت‌آور دو تا سه برابر بیشتر از ابزارهای اجماعی یا پیش‌بینی رسمی NHC ارائه کرده است؛ پیش‌بینی رسمی NHC نیز معمولاً از رویکرد اجماعی پیروی می‌کند.

عملکرد مدل‌های هوش مصنوعی در پیش‌بینی شدت همچنان متفاوت است

اگرچه مدل‌های هوش مصنوعی نشان داده‌اند که نه‌تنها می‌توانند با مدل‌های سنتی و فیزیک‌محور پیش‌بینی رقابت کنند، بلکه در پیش‌بینی مسیر هاریکین از آنها بهتر هم باشند ــ مدل‌هایی که اجرای آنها زمان بیشتری می‌برد و از نظر محاسباتی پرهزینه‌ترند ــ اما هوش مصنوعی هنوز در همه زمینه‌ها پاسخ نهایی را در اختیار ندارد؛ به‌ویژه در پیش‌بینی شدت هاریکین.

ما پیش‌تر درباره این موضوع صحبت کرده‌ایم که مدل هاریکین هوش مصنوعی اروپا در پیش‌بینی شدت عملاً مهارت منفی دارد؛ دلیل آن نیز یک مشکل شناخته‌شده در داده‌های کم‌دقتی است که مدل با آنها آموزش دیده است. توسعه‌دهندگان مرکز اروپایی از این مشکل آگاه‌اند و راه‌حلی احتمالی برای آن شناسایی کرده‌اند، اما تا زمان نگارش این مطلب، این اصلاح هنوز در سامانه مجموعه‌ای هوش مصنوعی آنها اعمال نشده است. بنابراین، فعلاً نباید به پیش‌بینی شدت هاریکین توسط مدل هوش مصنوعی اروپا اتکا کرد، زیرا این مدل به‌طور نظام‌مند شدت توفان‌ها را کمتر از واقعیت برآورد می‌کند.

DeepMind گوگل تاکنون تنها مدلی است که در پیش‌بینی شدت هاریکین مهارت نشان داده است. این مدل افزوده‌ای چشمگیر بوده و در میان بهترین مدل‌های ما برای پیش‌بینی شدت قرار گرفته است، اما در مجموع، ابزارهای اجماعی ما مانند HCCA همچنان در پیش‌بینی شدت عملکرد بهتری دارند.

حتی در جریان ایسایاس نیز این مدل‌های نسل اول، با وضوح بالا و مبتنی بر فیزیک سنگین، مانند HWRF و HMON بودند که در افق‌های زمانی طولانی‌تر بهترین پیش‌بینی‌های شدت را ارائه کردند؛ مدل‌هایی که با اضافه شدن مدل جدیدتر HAFS تا حد زیادی قدیمی شده‌اند.

بنابراین، با وجود تمام هیاهویی که درباره هوش مصنوعی وجود دارد، مدل‌های قدیمی و فیزیک‌محور، به‌ویژه در زمینه پیش‌بینی شدت، به این زودی‌ها کنار گذاشته نخواهند شد. مدل‌های هوش مصنوعی هنوز نمی‌توانند جزئیات ساختاری مهم یک هاریکین را که پیش‌بینی‌کنندگان اغلب برای تشخیص و درک تغییرات مسیر و شدت از آنها استفاده می‌کنند، به ما نشان دهند.

برای هفته آینده همچنان منطقه‌ای در نزدیکی کارولیناها زیر نظر است

همان‌طور که در خبرنامه پنجشنبه درباره آن صحبت کردیم، پیش‌بینی می‌شود تا اواسط هفته آینده، در امتداد یک جبهه ساکن در نزدیکی سواحل کارولیناها، ناحیه‌ای کم‌فشار شکل بگیرد.

مدل‌ها همچنان احتمال شکل‌گیری سامانه را در اواخر هفته مطرح می‌کنند؛ زمانی که این ناحیه کم‌فشار در نزدیکی کارولیناها یا در شرق آن باقی بماند.

هنوز مشخص نیست که آیا این ناحیه کم‌فشار می‌تواند از آب‌های گرم اطراف انرژی بگیرد و به سمت شکل‌گیری یک سامانه گرمسیری یا نیمه‌گرمسیری حرکت کند یا نه.

با این حال، اختلاف فشار فشرده‌ای که میان این ناحیه کم‌فشار در آب‌های دور از ساحل و سامانه پرفشار قدرتمندی که بر فراز شرق کانادا در حال شکل‌گیری است ایجاد خواهد شد، تا اواسط هفته آینده بادهای شدید و مداوم را از سمت دریا به سوی سواحل کارولیناها به همراه خواهد داشت. این شرایط می‌تواند باعث آب‌گرفتگی طولانی‌مدت مناطق ساحلی، پس‌روی و عبور آب از روی موانع ساحلی و فرسایش سواحل تا اواخر هفته آینده شود.