2024-11-25 23:24:00
Intelligence artificielle (IA) ils peuvent simuler le monde et montre-nous le chemin à suivre dans tous les domaines. Les limites résident dans la puissance de calcul qui est cependant de plus en plus distribuée et motivée par la recherche de supercalculateurs de plus en plus performants, même s’ils restent insuffisants dans certaines disciplines scientifiques.
Il y a de plus en plus d’aspects que l’industrie aborde et évalue grâce aux simulations et aux capacités du Machine Learning, l’un des sous-ensembles sur lesquels l’Intelligence Artificielle elle-même est construite.
Cela arrive surtout pour donner une impulsion exponentielle à la recherche et au développement et les simulations sont de plus en plus utilisées même lorsqu’elles ne sont pas strictement nécessaires. Nous sommes confrontés à un nouveau paradigme qui imprègne tout et qui fait des simulations un outil important car elles permettent de tracer une frontière entre ce que l’homme peut faire et ce qu’il pourrait et devrait faire.
Un supercalculateur efficace et plus éco-durable, un allié précieux pour l’étude du climat
Le GP de Las Vegas et Red Bull
Commençons par la Formule 1, car elle explique la puissance des simulations de manière accessible.
Le Red Bull a simulé le GP de Las Vegas 8 milliards de foisdont la moitié avec des données collectées dans le passé et l’autre moitié en ajoutant aux modèles d’IA les données collectées lors des deux séances d’essais libres. Il l’a dit un repreneur Jack Harington, chef de l’équipe qui collabore avec Oracle, le géant américain spécialisé dans les logiciels de gestion de données et les infrastructures cloud.
Pour Red Bull Racing et d’autres équipes, les simulations sont à l’ordre du jour même lorsqu’elles ne sont pas nécessaires pour prendre l’avantage sur les adversaires. Même avant le GP de Las Vegas, le pilote Red Bull Max Verstappen était si proche du titre mondial qu’il n’avait pas à craindre ses rivaux. Mais les simulations, comme toute culture basée sur les données, ils sont nécessaires à la survie des entreprises qui opèrent dans tous les secteurs.
Harington lui-même explique pourquoi les simulations sont appropriées : « Plus vous faites de simulations, plus vous pouvez prévoir de choses et plus vous avez de chances de réagir efficacement ». Testez tous les scénarios possibles au-delà de la probabilité qu’ils se produisent et soyez prêt à vous comporter en conséquence.
Le monde de la course automobile est l’un des domaines dans lesquels l’IA est performante et réalise ce que les humains ne pourraient pas faire. Dans le cas précis, faire fonctionner 8 milliards de GP d’une heure et demie chacun prend 1,37 millions d’années. Il Apprentissage automatique il le fait en quelques heures et envisage tous les cas possibles : accidents et entrée des voitures de sécurité, évalue toutes les conditions météorologiques possibles, considère les meilleurs scénarios pour purger une pénalité de course, évalue la consommation de pneus et de carburant en fonction de l’état de l’asphalte. .
Les simulations permettent d’avoir une idée précise d’un tableau d’ensemble avec toutes ses facettes et quelle que soit sa taille.
En réalité le les simulations sont continues et ont également lieu pendant la course, collecter et analyser des données en temps réel pour prendre en charge chaque décision critique, par exemple concernant le meilleur moment pour effectuer des arrêts aux stands, les pneus à monter, l’état du moteur et les différentes pièces de la voiture. Chaque voiture de Formule 1 il a environ 300 capteurs à bord qui collectent et transmettent des données en temps réel, laissant le soin de renvoyer les informations aux ingénieurs vers les outils d’apprentissage automatique et d’analyse du big data.
Même avec les moteurs éteints, le cirque de Formule 1 exploite les simulations, créant des environnements virtuels dans lesquels simuler et étudier les écoulements de fluides sans recourir à des essais sur route ou en soufflerie, des méthodes qui prennent du temps et sont coûteuses.
Le dynamique des fluides computationnelle (CFD) vous permet de tester géométries et aérodynamique sans produire de pièces automobiles et optimiser les projets en triplant la productivité et en réduisant les délais d’exécution.
Météorologie
Derrière les services et applications de prévisions météorologiques se cachent des simulations de l’atmosphère terrestre qui incluent tout ce qui affecte la météo : vents, nuages, pression, précipitations, mais aussi surtout les atomes et les molécules. Les événements météorologiques sont la combinaison de 1044 molécules de l’atmosphère terrestre et, pour les simuler avec une grande précision, il faudrait connaître la position et le mouvement de chacun. Ceci est évidemment impossible car la puissance de calcul n’est pas suffisante pour le permettre. Les supercalculateurs possèdent plus de dix millions de milliards de bits et, même si l’on voulait n’en consacrer qu’un seul à chaque molécule, il faudrait augmenter la puissance des ordinateurs les plus puissants d’ici 1021.
Malgré ses limites évidentes, la météorologie se nourrit de simulations et, dans ce cas également, la CFD joue un rôle spécifique dans la modélisation des phénomènes physiques typiques de la météorologie et de la climatologie.
Recherche scientifique et industrie
Les simulations et l’apprentissage automatique sont également précieux pour la recherche scientifique. Il Le Cern en fait un usage intensif pour l’analyse des données collectées lors d’expériences réalisées pour identifier de nouvelles particules et décrire phénomènes physiques.
La Pharmacopée s’appuie sur plusieurs projets d’IA pour la simulation. Parmi ceux-ci, la plateforme se démarque Exescalade de la société biopharmaceutique italienne Dompé, utilisé pour la découverte de nouveaux médicaments, un processus lent et fastidieux avec un taux d’échec élevé. Les simulations rendues possibles par l’IA accélèrent la recherche et la rendent moins coûteuse.
Tout aussi vaste est le domaine de application des jumeaux numériquesjumeaux numériques, répliques numériques de tout objet physique : machines de production, de la villeles avions et même le corps humain. Créer un jumeau numérique cela signifie disposer d’une représentation virtuelle qui exploite des modèles mathématiques et des capteurs qui collectent des données à utiliser dans des analyses et des simulations. Dans le cas des machines industrielles, des dommages et des interruptions de service peuvent être anticipés, dans le cas des organes biologiques. Les interventions chirurgicales et leurs conséquences peuvent être simulées que ceux-ci peuvent avoir sur les patients, et cela s’applique également à l’évaluation des effets secondaires des médicaments expérimentaux.
Les avantages des simulations
Les atouts les plus immédiats sont la réduction du temps nécessaire pour obtenir des résultats, le moindre coût et la durabilité. Par exemple, pour comprendre le comportement d’un avion, les simulations remplacent des milliers d’heures de vol et il n’est pas nécessaire de créer des infrastructures adaptées à la mise en œuvre d’objets physiques, dans ce cas, un exemple pourrait être les espaces et les technologies nécessaires dans un chantier naval ;
Les tests sont effectués dans des environnements sûrs et peuvent viser à comprendre des scénarios complexes, ainsi qu’à faciliter les travaux de maintenance et d’amélioration des systèmes et des infrastructures. Des simulations sont également utilisées pour la formation des opérateurs humainsencore une fois l’utilisation de l’exemple de l’avion et la préparation des pilotes à travers des simulations de vol sont utiles.
Cependant, et cela semble ridicule, ces avantages ils s’étendent également aux côtés les moins honorables de simulations.
Le côté obscur et les limites des simulations
Rien ne vous empêche de simuler des scénarios de guerre ou les conséquences d’un acte terroriste. L’OTAN a préparé une stratégie s’appuie également sur des simulations pour prévenir les conflits et favoriser la collaboration entre les États afin de maintenir les équilibres de paix. De l’autre côté du tableau, toutefois, les États voyous peuvent également simuler des attaques et des représailles.
En matière d’intelligence artificielle, les limites sont pour la plupart toujours les mêmes : la qualité des données et la capacité de calcul.
Il va de soi que dans des scénarios définis comme un circuit de Formule 1, aussi nombreuses que soient les combinaisons, les données disponibles sont produites pour les systèmes qui les analysent et la puissance de calcul, grâce au Cloud, s’avère largement suffisante.
Lorsque le tableau est plus large et que l’on pense aux prévisions météorologiques ou à la recherche en astrophysique, les données peuvent être de différentes qualités et, même avant cela, la capacité de calcul peut s’avérer inadaptée.
Andrew Pontzen le souligne dans le livre « L’univers dans une boîte » (Adelphi Edizioni, Milan, 2024) lorsqu’en approfondissant le sujet, il soulève le problème de l’inefficacité actuelle des ordinateurs quantiques, qui ne fonctionnent que dans des conditions appropriées et ont tendance à être « bruyant », c’est-à-dire faire des erreurs de calcul en raison des imperfections qu’apporte une technologie aussi immature.
À mesure que les capacités informatiques, la quantité et la qualité des données augmentent, il sera possible de simuler des systèmes de plus en plus complexes.
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