باحثو مانشستر يتوقعون تلوث الهواء في بريطانيا عبر NVIDIA Earth-2

طوّع فريق من جامعة مانشستر نماذج Earth-2 المفتوحة من NVIDIA، المخصصة أصلاً للطقس والمناخ، لتوقع تلوث الهواء في عموم المملكة المتحدة. ويرى ديفيد توبينغ، أستاذ علوم الأرض والبيئة، أن العقبة الأساسية هي كلفة الحوسبة: "حين تُدخل الكيمياء إلى نماذج الطقس تصبح بطيئة جداً".

ولّد الباحثون بيانات التدريب من محاكاة كيميائية مناخية قائمة، ثم دربوا نموذج Earth-2 CorrDiff، وهو نموذج توليدي لتحسين الدقة المكانية، على Isambard-AI، الحاسوب الوطني البريطاني للذكاء الاصطناعي (AI) في بريستول. واعتمدوا على بيانات تلوث بريطانية لسنة كاملة بفواصل زمنية كل ساعة، فأنتجوا نموذجاً يغطي البلاد بدقة 2 إلى 3 كيلومترات مربعة.

يومان من التدريب

جرى التدريب على عقدة واحدة بثماني وحدات معالجة رسومية داخل Isambard-AI، الذي يضم 5448 شريحة NVIDIA GH200 Grace Hopper ويقدم 21 إكسافلوب من أداء الذكاء الاصطناعي، واستغرق يومين. ويعمل مسار العمل نفسه على نظام DGX Spark المكتبي المزود بشريحة GB10 Grace Blackwell للاستدلال والتدريبات الصغيرة، ويستخدم توبينغ جهازاً منه في مكتبه. وقال: "يمكنك اليوم أن تستثمر بضعة آلاف من الدولارات لتبدأ تطوير نماذج ذكاء اصطناعي قوية".

أضاف الفريق لاحقاً نموذج Earth-2 StormCast الذي يتيح توقعات مرتبطة بالزمن تستعمل أرصاد جودة الهواء مباشرة. وقال نيال روبنسون، مدير علاقات المطورين للطقس والمناخ في NVIDIA، إن قصر مدة التدريب وإمكان التشغيل على المكتب "يغيّران من يستطيع ممارسة هذا العلم وبأي سرعة".

تطبيقات محتملة

يتصور توبينغ أن تنبّه الجهات الصحية مرضى الربو مثلاً عند توقع ارتفاع التلوث في مناطقهم. كما يحاكي النموذج أثر سياسات حكومية مختلفة. ويدرس الفريق ربطه بأجهزة الذكاء الاصطناعي الطرفية لالتقاط بيانات آنية، ورفع الدقة إلى مستوى الشارع.

وسيُنشر مسار العمل وبيانات التدريب كمصدر مفتوح لتدريب نماذج مماثلة في دول أخرى. التفاصيل في مدونة NVIDIA.