هوش مصنوعی تندباد فضایی را پیشبینی می کند
به گزارش بازار پرواز، محققان چینی سیستم هوش مصنوعی ابداع نموده اند که تندبادهای فضایی را در تصاویر ماهواره ای شناسایی می کند.
به گزارش بازار پرواز به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، محققان با تحلیل مشاهدات ماهواره ای جمع آوری شده از قطب شمال در سال ۲۰۱۴، موفق به رصد نوع کاملا جدیدی از رویدادهای آب وهوای فضایی شدند که در واقع یک شفق قطبی غول پیکر بشکل گردباد بود.
این تندباد، بر خلاف طوفان های روی زمین، از جریان ذرات آبستن الکتریکی در لایه های فوقانی اتمسفر شکل گرفته است. این پدیده که «تندباد فضایی» نامیده می شود، می تواند در عملکرد ماهواره ها، ارتباطات رادیویی، سیستم های ناوبری و رادارها اختلال بوجود آورد.
پدیدهٔ مذکور را با وجود تأثیرات احتمالی اش با دشواری میتوان یافت. محققان مجبور بودند مجموعه های وسیعی از تصاویر ماهواره ای را به صورت دستی بررسی نمایند که فرایندی کند است و رصد در مقیاس کلان را تقریبا غیر ممکن می کند.
اکنون تعدادی از محققان چینی چاره ای برای این چالش یافته اند. آنها در این زمینه نوشته اند: «ما برای غلبه بر چالش مذکور، یک سیستم هوش مصنوعی توسعه دادیم که قادر به رصد خودکار و تعیین تندبادهای فضایی در تصاویر فرابنفشی است که ماهواره ها ثبت کرده اند.»
چالش پیش روی محققان فقدان داده نبود، بلکه فقدان روش هایی برای تحلیل آنها بود. تندبادهای فضایی در یونوسفر و مگنتوسفر و در نزدیکی قطب های مغناطیسی زمین رخ می دهند. در این نقاط، جریان هایی از ذرات آبستن با اتمسفر سیارهٔ خاکی واکنش نشان می دهند.
این رویدادها شفق های قطبی چرخان و بزرگی می سازند که صدها کیلومتر از آسمان را می پوشانند. محققان در سال ۲۰۲۱ میلادی اولین تندباد فضایی را ثبت کردند؛ هرچند رویداد مذکور در سال ۲۰۱۴ میلادی اتفاق افتاده بود.
در آن زمان محققان یک پلاسمای مارپیچ با عرض حدود هزار کیلومتر را برفراز قطب شمال، که به مدت هشت ساعت وجود داشت، شناسایی نمودند. این اکتشاف یک نوع ناشناخته از رویدادهای آب وهوای فضایی را آشکار کرد. آن چه سبب شد این اکتشاف تعجب برانگیز باشد، آن بود که طوفان طی شرایط ژئومغناطیسی فوق العاده آرام روی داده بود. محققان تا آن زمان تصور می کردند اختلالات آب وهوای فضایی بزرگ، با بازه هایی از فعالیتهای شدید خورشیدی و ژئومغناطیسی همراه می باشد.
یافته ها نشان دهندهٔ یک فرآیند قدرتمند انتقال انرژی است که حتی وقتی آب وهوای فضایی آرام به نظر می آید، رخ می دهد. تحقیقات بعدی نشان داد این تندبادها امکان دارد تعداد زیادی از الکترون هایی با انرژی بالا را به یونوسفر قطبی زمین تزریق کنند که احیانا فناوری های ارتباطی و ناوبری را مختل می کند.
با این وجود، شناسایی رویدادهای جدید یک چالش مهم بود. محققان به صورت معمول باید تصاویر فرابنفش شفق قطبی را که با ماهواره ثبت شده بود، به صورت دستی بررسی می کردند.
پژوهشگران چینی برای غلبه بر این محدودیت ها، یک سیستم یادگیری عمیق توسعه دادند که برای شناسایی نشانه های تندبادهای فضایی طراحی شده بود. محققان مخزنی عظیم حاوی ۳۰۰ هزار عکس شفق قطبی که مابین ۲۰۰۵ تا ۲۰۲۱ میلادی در نیمکرهٔ شمالی و جنوبی زمین ثبت شده بود را جمع آوری کردند.
این تصاویر از ابزارهای موجود در «برنامهٔ ماهواره ای هواشناسی دفاعی نیروی هوایی ایالات متحده» که شرایط فضای نزدیک به زمین را رصد می کنند، گرفته شده است. محققان در این آرشیو، ۵۷۰ رویداد تأییدشدهٔ طوفان فضایی را شناسایی نمودند.
آن ها همینطور چند تصویر شفق قطبیِ غیرتندبادی را در مجموعه گنجاندند؛ همچون تصاویری که شباهت زیادی به تندبادهای فضایی داشتند تا تمایز بین رویدادهایی با ظاهر مشابه را به هوش مصنوعی بیاموزند.
محققان با استفاده از این مجموعه داده ها، چند مدل رایانش بصری پیشرفته را آموزش دادند. سیستم های مذکور نه فقط برای شناسایی چارچوب های مارپیچ متمایز همراه تندبادهای فضایی طراحی شده بودند، بلکه موقعیت آنها را در تصاویر ماهواره ای مشخص کردند تا بدین سان محققان بتوانند رویدادهای مذکور را بهتر شناسایی و ردیابی کنند.
خلاصه اینکه این تندباد، بر خلاف طوفان های روی زمین، از جریان ذرات آبستن الکتریکی در لایه های فوقانی اتمسفر شکل گرفته است. پژوهشگران در سال ۲۰۲۱ میلادی نخستین تندباد فضایی را ثبت کردند؛ هرچند رویداد مذکور در سال ۲۰۱۴ میلادی اتفاق افتاده بود. آنچه سبب شد این اکتشاف تعجب برانگیز باشد، آن بود که طوفان طی شرایط ژئومغناطیسی فوق العاده آرام روی داده بود.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب