Как предсказать непредсказуемое: нейросети учатся предвидеть хаос
Ученые придумали, как предсказывать поведение случайных систем с помощью нейросетей. Они разделили прогнозы на два типа: точные и вероятностные.
Точный прогноз (сильный) — когда можно рассчитать, как система поведет себя в конкретный момент. Например, предсказать мощность лазера через 5 секунд. Но так получается только в идеальных условиях — если известны все источники случайных помех.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Chaos.
Вероятностный прогноз (слабый) — когда нельзя сказать точно, что произойдет, но можно оценить шансы. Например, какова вероятность, что лазер станет мощнее через 3 минуты? Такой подход работает почти всегда, даже если данные неполные.
Ученые проверили оба метода на примере эрбиевого лазера и биологических нейронов. Оказалось:
- Точный прогноз возможен только при слабых помехах.
- Вероятностный метод дает результаты в 2,5 раза чаще.
Где это пригодится
- Финансы — предсказание скачков акций.
- Медицина — интерфейсы «мозг-компьютер».
- Климат — прогнозы погоды и природных аномалий.
Наш подход поможет точнее анализировать сигналы мозга, находить отклонения и улучшать нейроинтерфейсы, — говорит Никита Кулагин, участник проекта.
Теперь ученые хотят создать «цифровых двойников» случайных систем — чтобы моделировать их поведение в реальном времени.
Ранее выяснилось, что бизнес готов поощрять сотрудников за использование нейросетей.
Иллюстрация: Схематическое представление «сильного» и „слабого“ предсказания. Источник: Александр Храмов.