『台風7号接近中。生成AIと台風予測』～【web3&AI-テックビジネスのアイディアのタネ】2024.8.16
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■生成 AI が台風を追跡し、エネルギー消費を抑制
台風の追跡は、生成 AI の優れた能力を試す絶好のテスト ケースとなりました。この作業は、従来、CPU のクラスターで複雑なアルゴリズムを実行し、25 キロメートル解像度で大気モデルを作成することから始まります。
そこで登場するのが、気象と気候の研究のためのサービスとソフトウェアのセットである NVIDIA Earth-2 の一部である生成 AI モデルの CorrDiff です。
今日の Text-to-Image (テキストから画像) サービスに使用されている拡散モデルのクラスを使用して、CorrDiff は 25 km モデルを 2 km に 1,000 倍速く解決し、従来の方法に比べて 1 回の推論に必要なエネルギーを 3,000 倍向上させました。
台風7号が関東地方に接近中です。
昨日のうちから交通機関は計画運休、お店も従業員と来店客の安全を優先して休業を決めたところも多くあります。
台風の予測には、かなり前からディープラーニングが用いられてきました。スーパーコンピューターで地球全体をシミュレーションするようなことも行われてきました。
一方、生成AIの気象予測への活用はこれから発展する分野です。
これまでの台風予測でのAIの使われ方、解決できていなかった問題、そして生成AIによってどう改善されるのかを見ていきましょう。
これまでの台風予測におけるAIの使われ方
これまでの台風予測では、主に数値予報モデルや物理モデルが使われてきました。これらのモデルは、気象データをもとに計算し、台風の進路や強度を予測します。しかし、これらの技術には限界がありました。例えば、予測精度が完全ではなく、予測が外れることもあります。
AI技術も一部で使われていましたが、主に補助的な役割でした。機械学習を使って過去のデータからパターンを学ぶ試みがされていましたが、根本的な予測の改善には至っていませんでした。
解決できていなかった課題
台風予測の従来の方法にはいくつかの問題がありました。一つ目は予測精度の限界です。気象データが不完全だったり、モデルの限界から予測に誤差が含まれてしまうことがあります。
また、台風予測には大量のデータが必要ですが、特に観測が難しい地域ではデータが不足しがちです。これが予測の精度に影響を与えることがありました。
さらに、複数の予報モデルの結果を統合する際に、情報の不一致や誤差が問題になることもありました。異なるモデルの予測結果をどううまく組み合わせるかが難しかったのです。
生成AIによって解決できるようになった課題
ここで登場するのが、生成AIです。生成AIは、新しいデータを生成する能力を持ち、これまでの予測方法を大きく改善できる可能性があります。生成AIは、大量の過去データからパターンを学習し、台風の発生や進路をより正確に予測します。
また、生成AIはデータが不足している地域でも、その補完に役立ちます。観測網が不完全な場所でも、過去のデータから有用な情報を引き出し、予測の精度を高めることができます。
さらに、生成AIは複数の予報モデルからの情報をうまく統合し、一貫した予測を提供することができます。これにより、異なるモデルの誤差を修正し、全体としてより正確な予測が可能になります。
エネルギー消費の削減
CorrDiff は、1 年に 1 回のモデルの再トレーニングや予測の精度を高めるために 1,000 件の予測の統計グループを使用した場合でも、NVIDIA AI プラットフォームで優れた性能を発揮します。これらの条件下で従来の方法と比較すると、コストは 1 年あたり 50 分の 1、エネルギー使用量は 25 分の 1 に削減されます。
従来の台風予測には、スーパーコンピュータなどエネルギーを大量に消費するコンピュータが使われていました。これに対して、生成AIは比較的少ないリソースで高精度な予測を行うことができます。つまり、生成AIの利用により、エネルギー消費を大幅に削減することが可能になります。これによって、環境への負荷を軽減することができるのです。
生成AIによる台風予測精度の向上の期待
生成AIの技術が台風予測に取り入れられることで、予測の精度が格段に向上することが期待されています。生成AIは、データの補完やパターン認識を通じて、台風の進路や強度をより正確に予測することができます。
この精度向上により、災害時の対応がより効果的になるでしょう。台風の進路や強度をより正確に予測できることで、避難指示や対策が適切に行えるようになり、人的被害や経済的損失を減らすことができます。
さらに、エネルギー消費の削減は、持続可能な技術への移行としても大きな意味を持ちます。
生成AIの活用により、未来の気象予測技術がさらに進化することが期待されます。しかし結局のところ、その予報を見聞きした人間がどれだけ真剣に対処するかが重要です。今回の台風7号が日本本土に影響を与えるのは今日の夕方から夜にかけてです。皆さんご安全に。