Les chercheurs développent une intelligence artificielle qui pourrait évaluer les points de basculement du changement climatique. L’algorithme d’apprentissage en profondeur pourrait servir de système d’alerte précoce contre le changement climatique incontrôlable.



Chris Bauch, professeur de mathématiques appliquées à l’Université de Waterloo, est co-auteur d’un récent document de recherche présentant les résultats du nouvel algorithme d’apprentissage en profondeur. La recherche examine les seuils au-delà desquels un changement rapide ou irréversible se produit dans un système, a déclaré Bauch.

« Nous avons découvert que le nouvel algorithme était capable non seulement de prédire les details de basculement avec as well as de précision que les approches existantes, mais également de fournir des informations sur le sort d’état situé au-delà du issue de basculement », a déclaré Bauch. « Beaucoup de ces points de basculement sont indésirables, et nous aimerions les empêcher si nous le pouvons. »



Certains details de basculement qui sont souvent associés à un changement climatique incontrôlable comprennent la fonte du pergélisol arctique, qui pourrait libérer des quantités massives de méthane et provoquer un réchauffement encore additionally rapide  la rupture des systèmes de courants océaniques, ce qui pourrait entraîner des changements presque immédiats des régimes météorologiques  ou la désintégration de la calotte glaciaire, ce qui pourrait entraîner un changement rapide du niveau de la mer.

L’approche innovante de cette IA, selon les chercheurs, est qu’elle a été programmée pour apprendre non seulement un form de point de basculement, mais les caractéristiques des factors de basculement en général.

L’approche tire sa power de l’hybridation de l’IA et des théories mathématiques des factors de basculement, accomplissant plus que l’une ou l’autre méthode ne pourrait le faire à elle seule. Après avoir formé l’IA sur ce qu’ils caractérisent comme un « univers de points de basculement possibles » qui comprenait quelque 500 000 modèles, les chercheurs l’ont testé sur des points de basculement spécifiques du monde réel dans divers systèmes, y compris des échantillons de carottes climatiques historiques.

« Notre méthode améliorée pourrait déclencher des signaux d’alarme lorsque nous sommes proches d’un level de basculement dangereux », a déclaré Timothy Lenton, directeur du Global Units Institute de l’Université d’Exeter et l’un des co-auteurs de l’étude. « Fournir une meilleure alerte précoce des details de basculement climatiques pourrait aider les sociétés à s’adapter et à réduire leur vulnérabilité à ce qui s’en vient, même si elles ne peuvent pas l’éviter. »

L’apprentissage en profondeur fait d’énormes progrès dans la reconnaissance et la classification des formes, les chercheurs ayant, pour la première fois, converti la détection du position de basculement en un problème de reconnaissance des formes. Ceci est fait pour essayer de détecter les modèles qui se produisent avant un place de basculement et obtenir un algorithme d’apprentissage automatique pour dire si un issue de basculement arrive.

« Les gens connaissent les factors de basculement dans les systèmes climatiques, mais il existe des points de basculement en écologie et en épidémiologie et même dans les marchés boursiers », a déclaré Thomas Bury, chercheur postdoctoral à l’Université McGill et un autre des co-auteurs de l’article. « Ce que nous avons appris, c’est que l’IA est très efficace pour détecter les caractéristiques des details de basculement qui sont communes à une grande variété de systèmes complexes. »

Le nouvel algorithme d’apprentissage en profondeur  » modify la donne pour la capacité d’anticiper les grands changements, y compris ceux associés au changement climatique « , a déclaré Madhur Anand, un autre des chercheurs du projet et directeur du Guelph Institute for Environmental Study.

Maintenant que leur IA a appris comment fonctionnent les points de basculement, l’équipe travaille sur la prochaine étape, qui consiste à lui fournir les données sur les tendances contemporaines du changement climatique. Mais Anand a émis une mise en garde sur ce qui peut arriver avec une telle connaissance.

« Cela nous donne définitivement une longueur d’avance », a-t-elle déclaré. « Mais bien sûr, c’est à l’humanité de décider ce que nous faisons avec ces connaissances. J’espère juste que ces nouvelles découvertes conduiront à un changement équitable et positif. »