新技術: AIがスーパーコンピューターを超え、工学課題を迅速に解決

読了時間: 2 分
によって Pedro Martinez
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AIがスーパーコンピュータを超えて工学問題を解決する。

Tokyo人工知能の新たな進歩が、困難なエンジニアリング問題の解決方法を変えています。科学者たちはと呼ばれるAIシステムを開発しました。このシステムは、これまで使用していたスーパーコンピュータよりも迅速に計算を行います。この新しいシステムは、現実のシステムやプロセスを理解するのに重要な偏微分方程式(PDE)をすばやく解決します。

DIMONフレームワークは、各形状やデザインに応じた解決策を効率よく予測し、毎回の再計算を不要にします。この効率性の向上は、様々なエンジニアリング作業の改善に役立ちます。

  • 車両のクラッシュテストシミュレーション
  • 橋梁工学における耐ストレス性能のモデリング
  • 航空機部品の設計最適化
  • 心臓疾患の分析などのバイオメディカル研究

複雑な形状を扱う従来の方法では、形を部分に分け、その都度再計算する必要がありました。しかし、DIMONはAIを活用して、物理的な力が新しい形状にどのように作用するかを学習し予測します。これにより、複雑な計算からAIによる予測へと移行でき、通常のデスクトップコンピュータで処理を行えるため、高額なスーパーコンピュータは不要です。

ジョンズ・ホプキンス大学のナタリア・トラヤノヴァ博士のチームは、DIMONのデジタル心臓モデルへの応用を示しました。これにより、心臓不整脈の研究が迅速化し、診断にかかる時間が1週間から数秒へと短縮されます。個々の心臓の動きを素早くモデリングすることで、医師はより速く、パーソナライズされた治療プランを作成できます。このAI技術を日常的に活用することで、医療専門家は心臓突然死のような重篤な状態により効果的に対応できるようになります。

DIMONは、航空宇宙、土木工学、電子工学など、偏微分方程式が重要な分野で活用できるAIツールです。このツールにより、新しいアイデアや技術の開発が可能になります。DIMONは多くの状況で効果的に使用することができ、科学と工学の研究方法を変える可能性があります。異なる分野での方程式の解決をより迅速かつ簡単に行えるようにし、技術的に大きな前進となります。これにより現在のプロジェクトが加速し、これまでコンピュータの限界により実現不可能だった新しい設計やシミュレーションの創造が可能になります。

DIMONは、かつてスーパーコンピュータ専用だった強力な計算を、個人用コンピュータ上で可能にします。これにより、より多くの人々がエンジニアリングプロジェクトで高度な計算技術を利用できるようになります。研究者たちはこの技術をさらに改良しようとしており、将来的には難解なエンジニアリング問題の解決方法に革命をもたらすかもしれません。

この研究はこちらに掲載されています:

http://dx.doi.org/10.1038/s43588-024-00732-2

およびその公式引用 - 著者およびジャーナルを含む - は

Minglang Yin, Nicolas Charon, Ryan Brody, Lu Lu, Natalia Trayanova, Mauro Maggioni. A scalable framework for learning the geometry-dependent solution operators of partial differential equations. Nature Computational Science, 2024; DOI: 10.1038/s43588-024-00732-2
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