Найден способ улучшить геопространственное моделирование
Методы геопространственного моделирования стали важным инструментом экологического мониторинга — с его помощью управляют рисками для окружающей среды и отслеживают угрозы стихийных бедствий. Все большее применение в геопространственных исследованиях находит машинное обучение. Исследователи публикуют множество статей, в которых сообщают об улучшении моделей, решении фундаментальных задач и новых подходах, в том числе в естественных науках. Однако часто такие публикации страдают от методологических ошибок в основном из-за ограничений, присущих машинному обучению. Группа ученых из Сколтеха и Института AIRI провела анализ научной литературы, выявив типичные проблемы и предлагаемые решения.
Результаты работы представлены в статье-обзоре, опубликованной в журнале Nature Communications.
«Мы определили, что среди ключевых трудностей — несбалансированность и неравномерность данных, пространственная автокорреляция, смещения в данных, ошибки прогнозов и сложности в оценке неопределенности моделей. Хотя эти проблемы известны, существующие подходы зачастую игнорируют их, ограничиваясь стандартными процедурами обучения и валидации моделей машинного обучения», — рассказала первый автор работы Диана Колдасбаева, аспирант Сколтеха по программе «Вычислительные системы и анализ данных в науке и технике».
«Для устранения этих ограничений требуется разработка методов, учитывающих уникальные особенности экологических данных и пространственно-временных процессов. В статье представлен единый подход к решению таких задач, включающий инструменты и техники для повышения точности моделей, а также рекомендации по улучшению оценки их качества. Мы надеемся, что наши результаты помогут в выборе направлений исследований ученым из разных стран», — поделился соавтор работы Алексей Зайцев, старший преподаватель Центра искусственного интеллекта Сколтеха.
Авторы также определили ключевые направления развития геопространственных исследований с учетом специфики экологических данных и представили собственную подборку передовых инструментов, ресурсов и проектов, которые используют возможности геопространственных технологий для решения экологических проблем. Исследователи разместили ее в открытом доступе на GitHub и приглашают коллег пользоваться источником и дополнять его.
«В исследовании мы определили новые наборы данных, модели и подходы для обеспечения качества работы, необходимого для внедрения в отрасли прикладных научных разработок и решения проблемы интерпретируемости прогнозов, основанных на данных. К примеру, крайне важно создавать хорошо организованные базы данных. Более качественные данные естественным образом приводят к уменьшению искажений, связанных с дисбалансом и автокорреляцией. Мы ожидаем появления самообучения для геопространственного картографирования в экологических исследованиях, аналогично тому, что мы уже видели в языковом моделировании и компьютерном зрении», — прокомментировал работу Евгений Бурнаев, директор Центра искусственного интеллекта в Сколтехе и руководитель научной группы «Обучаемый интеллект» в Институте AIRI.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Исследователи смоделировали, сколько энергии потратили солдаты, лошади и боевые слоны армии Ганнибала при переходе через тот или иной альпийский перевал. Расчеты показали, что преимущество у перевала Коль-де-ла-Траверсетт: несмотря на свою высоту, это был самый короткий и наименее энергозатратный маршрут из всех.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно