GraphCast สุดยอดเอไอพยากรณ์อากาศจาก Google
การพยากรณ์อากาศ หนึ่งในเรื่องที่ส่งผลกระทบต่อชีวิตโดยตรง แต่หลายครั้งเราก็ต้องตั้งคำถามว่าสามารถเชื่อถือได้แค่ไหน เมื่อเราก็เคยเห็นพยากรณ์อากาศผิดพลาดมาหลายครั้ง แต่ทุกอย่างจะเปลี่ยนไปจากการมาถึงของ GraphCast สุดยอดเอไอพยากรณ์อากาศจาก Google
เมื่อพูดถึงการพยากรณ์อากาศอาจทำให้หลายท่านรู้สึกแคลงใจอยู่ไม่น้อย จริงอยู่อุตุนิยมวิทยาถือเป็นส่วนที่ช่วยคาดเดาสภาพอากาศและภัยธรรมชาติที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้ามาหลายครั้ง ช่วยรักษาชีวิตและทรัพย์สินของผู้คนมากมายจากเหตุร้ายหรือภัยพิบัติที่กำลังจะเกิดขึ้นได้มาก
ในขณะเดียวกันเราเองก็ทราบดีว่าการพยากรณ์อากาศมีขีดจำกัด หลายครั้งข้อมูลที่พยากรณ์ออกมาล่วงหน้าเกิดการผิดพลาด หรือมีปัจจัยอื่นแทรกซ้อนเข้ามาจนไม่ตรงกับข้อมูลที่รายงาน นำไปสู่การเกิดความเข้าใจผิดซึ่งชวนให้เรากังขาในข้อมูลที่ได้รับไม่มากก็น้อย
แต่ทุกอย่างอาจเปลี่ยนไปเมื่อบริษัทเทคโนโลยียักษ์ใหญ่ Google ได้ประการเปิดตัวสุดยอดเอไอพยากรณ์อากาศ
GraphCast สุดยอดเอไอพยากรณ์อากาศ
ผลงานนี้มาจากบริษัท Deepmind ที่มีเจ้าของเป็นบริษัทไอทียักษ์ใหญ่อย่าง Google กับการพัฒนาระบบ AI หรือ ปัญญาประดิษฐ์ รูปแบบใหม่ในชื่อ GraphCast ที่สามารถพยากรณ์สภาพอากาศได้อย่างแม่นยำเป็นระยะเวลาถึง 10 วัน โดยอาศัยระยะเวลาในการประมวลผลเพียงนาทีเดียว
รูปแบบการทำงานของระบบพยากรณ์อากาศในปัจจุบันอาศัยระบบ Numerical Weather Prediction (NWP) โดยการตรวจสอบข้อมูลสภาพอากาศทั่วโลกในช่วงเวลานั้นๆ แล้วจึงนำข้อมูลดิบไปผ่านสมการทางฟิสิกส์เฉพาะบนซุปเปอร์คอมพิวเตอร์จึงประมวลออกมาเป็นคำตอบ
ในการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์พวกเขาทำการป้อนข้อมูลอากาศย้อนหลังจำนวนมหาศาล GraphCast ได้รับการเทรนข้อมูลวิเคราะห์สภาพอากาศทั้งภาพถ่ายดาวเทียม เรดาร์ และข้อมูลจากสถานีตรวจอากาศทั่วโลก ข้อมูลย้อนหลังเป็นระยะเวลากว่า 40 ปีถูกป้อนเข้าสู่ระบบ เพื่อให้สามารถประเมินสภาพอากาศออกมาแม่นยำที่สุด
นำไปสู่การมาถึงของเอไอที่สามารถวิเคราะห์สภาพอากาศได้อย่างแม่นยำในทั่วทุกพื้นที่ มีความละเอียดสูงระดับวัดสภาพอากาศได้นับล้านจุดทั่วทุกมุมโลก โดยอาศัยการประเมินข้อมูลจากตัวแปร 5 ชนิด ได้แก่อุณหภูมิ, ความดัน, ความชื้น, ความเร็วลม และทิศทางลม ก็จะสามารถคาดการณ์และพยากรณ์สภาพอากาศที่กำลังจะเกิดขึ้น
รูปแบบการทำงานของเอไอจะเริ่มจาก การป้อนข้อมูลสภาพอากาศ 6 ชั่วโมงก่อนหน้า และข้อมูลสภาพอากาศในปัจจุบันเข้าสู่ระบบ จากนั้นจะสามารถทำนายและพยากรณ์สภาพอากาศที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้าของพื้นที่ที่กำหนดในระยะเวลา 6 ชั่วโมง โดยสามารถสร้างผลจำลองคาดการณ์ล่วงหน้าได้สูงสุดถึง 10 วันเลยทีเดียว
ขีดความสามารถของ GraphCast เทียบกับระบบปัจจุบัน
ทีมวิจัยได้ทำการนำ GraphCast มาทดสอบในการพยากรณ์ร่วมกับระบบ High Resolution Forecast (HRES) ซึ่งถือเป็นระบบพยากรณ์อากาศจากยุโรปที่มีความแม่นยำอันดับต้นๆ ของโลก ก่อนพบว่าปัญญาประดิษฐ์ที่พวกเขาทำการพัฒนาขึ้น มีประสิทธิภาพสูงกว่าระบบจำลองสภาพอากาศเดิมในหลายด้าน
เมื่อพูดถึงพยากรณ์อากาศสิ่งที่ผู้คนต้องการมากที่สุดคือ ความแม่นยำ ระบบ GraphCast มีความแม่นยำในขั้นตอนทดสอบสูงกว่า HERS ถึง 90% อีกทั้งเมื่อจำกัดขอบเขตการประเมินเอาไว้ในบริเวณ 6 – 20 กิโลเมตรของชั้นบรรยากาศ ตำแหน่งที่ส่งผลต่อการใช้ชีวิตประจำวันมากที่สุด ก็มีความแม่นยำสูงกว่าถึง 99.7% เลยทีเดียว
อันดับต่อมาคือ ระยะเวลาคาดการณ์ล่วงหน้า GraphCast สามารถคาดการณ์การขึ้นฝั่งของพายุเฮอร์ริเคนล่วงหน้าได้ 9 วัน ในขณะที่ระบบเก่าสามารถคาดการณ์ล่วงหน้าได้เพียง 6 วัน ซึ่งจะช่วยให้การแจ้งเตือน เตรียมพร้อม ไปจนอพยพประชาชนออกจากพื้นที่ในสถานการณ์จริงได้รวดเร็วยิ่งขึ้น ช่วยลดผลกระทบและจำนวนผู้สูญเสียที่จะเกิดขึ้น
อุปกรณ์ที่ใช้ในการประมวลผล HERS อาศัยการคำนวณจากซุปเปอร์คอมพิวเตอร์หลายร้อยเครื่อง และอาศัยระยะเวลาหลายชั่วโมงในการคำนวณ ขณะที่ GraphCast อาศัยเพียง Google TPU v4 เพียงเครื่องเดียว และอาศัยระยะเวลาประมวลผลไม่ถึง 1 นาที ยืนยันถึงระดับขีดความสามารถที่ต่างกันโดยสิ้นเชิง
เมื่อระยะเวลาและจำนวนอุปกรณ์ที่ใช้ประมวลผลมีน้อยกว่า ย่อมส่งผลต่อปริมาณพลังงานที่ใช้ในระบบโดยตรง เราทราบดีว่าซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ก็ถือเป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานมหาศาลในการหล่อเลี้ยง การลดจำนวนเครื่องและเวลาที่ใช้ย่อมทำให้ประหยัดพลังงานขึ้นมาก
ไม่เพียงเท่านั้นระบบพยากรณ์อากาศจากเอไอนี้ มีประสิทธิภาพในการพยากรณ์ภัยพิบัติได้รวดเร็วและแม่นยำกว่า ทั้งจากการประเมินการก่อตัวของพายุ หรือระบุความแตกต่างของระดับไอน้ำภายในแม่น้ำ ช่วยประเมินการก่อตัวของฝนและการเกิดน้ำท่วมของพื้นที่ลุ่มแม่น้ำ เราจึงสามารถตอบสนองฉุกเฉินแก่ภัยพิบัติน้ำป่าไหลหลากได้ดีกว่า
GraphCast จึงถือเป็นระบบพยากรณ์อากาศจากเอไอที่มีความแม่นยำสูงที่สุดบนโลกในปัจจุบัน สามารถทำนายสภาพอากาศได้ไกลและแม่นยำกว่าที่เคยเป็น เหมาะสมอย่างยิ่งในการใช้รับมือภาวะโลกร้อนและสภาพอากาศสุดขั้วที่กำลังเกิดขึ้น และช่วยเพิ่มคุณภาพชีวิตให้แก่ประชาชนทั่วโลกได้อีกมาก
ปัจจุบันโค้ดของ GraphCast ยังคงเปิดให้ทดลองใช้งานแบบ Opensource ให้ทุกคนสามารถเข้าถึงได้ เปิดให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วทุกมุมโลกมีโอกาสทดสอบการใช้งานพยากรณ์อากาศในพื้นที่ต่างๆ และพร้อมจะนำไปใช้งานร่วมกับระบบพยากรณ์อื่น เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการประเมินสภาพอากาศต่อไป
ที่มา
https://www.businessinsider.com/google-deepmind-ai-weather-forecast-accuracy-2023-11