Nový AI model NASA a IBM předpovídá sluneční bouře

NASA nedávno představila model Surya, což je základní model umělé inteligence (AI) pro heliophysiku, vyvinutý ve spolupráci s IBM a dalšími partnery. Tento model je trénován na devíti letech pozorování ze satelitu Solar Dynamics Observatory (SDO). Surya analyzuje obrovské množství dat o Slunci, aby pomohl vědcům lépe chápat sluneční erupce a předpovídat vesmírné počasí, které ohrožuje satelity, elektrické sítě a komunikační systémy. Podle Kevina Murphyho, hlavního datového vědce v centrále NASA ve Washingtonu, tento model vkládá hluboké vědecké znalosti NASA do moderních AI nástrojů, což umožňuje rychlejší a přesnější analýzu složitého chování Slunce.

Model Surya je otevřeně dostupný na platformách HuggingFace a GitHub, což umožňuje vědcům a vývojářům ho testovat a rozvíjet. První výsledky ukazují, že Surya překonává stávající benchmarky o 16 procent v předpovídání slunečních erupcí. To je velký krok vpřed, protože předpovídá vizuální projevy erupcí až dvě hodiny dopředu.

Vývoj a trénink modelu

Surya vychází z dlouhodobé databáze satelitu Solar Dynamics Observatory, který byl vypuštěn v roce 2010 a poskytuje nepřerušený, vysoce rozlišený záznam o Slunci již téměř 15 let. Satelit pořizuje snímky každých 12 sekund v několika vlnových délkách a měří magnetická pole s vysokou přesností. Tato stabilní a dobře kalibrovaná data, pokrývající celý sluneční cyklus, jsou ideální pro trénink AI modelů, protože umožňují odhalit jemné vzory v chování Slunce, které by kratší datasety přehlédly.

Model se učí přímo ze surových dat o Slunci, bez potřeby rozsáhlého označování. To ho činí flexibilním pro různé úkoly, jako je sledování aktivních oblastí na Slunci, předpovídání rychlosti slunečního větru nebo integrace dat z jiných observatoří, včetně společné mise NASA-ESA Solar and Heliospheric Observatory a sondy Parker Solar Probe. Trénink modelu podpořil program National Artificial Intelligence Research Resource (NAIRR) Pilot, který poskytl pokročilé výpočetní zdroje, včetně podpory od firmy NVIDIA. Podle Katie Antypas, ředitelky kanceláře pro pokročilou kyberinfrastrukturu v National Science Foundation, tento projekt spojuje federální a průmyslové zdroje pro urychlení vědeckých objevů.

Aplikace a význam pro společnost

Sluneční bouře představují vážné riziko pro naši technologicky závislou společnost. Silné sluneční události energizují ionosféru Země, což vede k chybám v GPS nebo úplné ztrátě signálu v satelitní komunikaci. Mohou také poškodit elektrické sítě tím, že vyvolají geomagneticky indukované proudy, které přetíží transformátory a způsobí rozsáhlé výpadky. V letecké dopravě narušují rádiovou komunikaci a navigační systémy a zvyšují radiační expozici pro lety ve vysokých výškách. Pro lidské lety do vesmíru, například na Měsíc nebo Mars, jsou přesné předpovědi klíčové, aby se astronauti mohli ukrýt před intenzivní radiací během slunečních částicových událostí.

Surya pomáhá předpovídat, jak sluneční ultrafialové záření ovlivňuje horní atmosféru Země, a poskytuje včasná varování pro operátory satelitů. Podle Josepha Westlakea, ředitele divize heliophysiky v centrále NASA, je aplikace AI na data z heliophysických misí důležitým krokem v ochraně astronautů, kosmických lodí, elektrických sítí a GPS systémů. Model se dá přizpůsobit i pro jiné vědecké oblasti, od planetární vědy po pozorování Země.

Surya zpracovává snímky Slunce, které jsou mnohem větší než typické datasety pro AI, a detekuje jemné sluneční rysy. V srpnu 2025 model nastavil nové benchmarky v klasifikaci slunečních erupcí a vizuálních předpovědích, což potvrzuje jeho potenciál pro reálné aplikace v ochraně technologické infrastruktury.

Zdroj: https://science.nasa.gov/