Sistema de IA simula eventos climáticos extremos por 1% do custo de modelos tradicionais
O HiRO-ACEv2, desenvolvido pelo Allen Institute, gera dados climáticos de alta resolução sobre furacões, chuvas intensas e ventos fortes gastando 300 vezes menos que simulações atmosféricas convencionais
O Allen Institute lançou o HiRO-ACEv2, um sistema de inteligência artificial que simula eventos climáticos extremos como furacões e chuvas intensas em resolução de 3 quilômetros, gastando apenas 1/300 do custo computacional de modelos atmosféricos tradicionais como o X-SHiELD, mantendo precisão comparável mesmo para eventos raros
Pesquisadores do Allen Institute for AI (um centro de pesquisa sem fins lucrativos sediado em Seattle) lançaram o HiRO-ACEv2, um sistema de inteligência artificial que consegue simular eventos climáticos extremos — como furacões, chuvas torrenciais e ventos intensos — com precisão comparável à de modelos atmosféricos tradicionais, mas gastando apenas uma fração do custo computacional. Segundo o instituto, o sistema produz dados climáticos globais em resolução de 3 quilômetros por cerca de 1/300 do custo do X-SHiELD (um modelo atmosférico de alta resolução que simula explicitamente tempestades e outros fenômenos de pequena escala).
O HiRO-ACEv2 é composto por duas partes. A primeira é o ACE (um modelo de IA que opera em resolução mais grosseira, de 100 quilômetros, gerando previsões climáticas gerais). A segunda é o HiROv2, que pega esses dados grosseiros e os transforma em informações detalhadas de 3 quilômetros de resolução. A principal novidade desta versão é justamente o HiROv2 aprimorado: agora ele consegue prever vários campos atmosféricos de alta resolução ao mesmo tempo — não apenas chuva, mas também vento e pressão — e melhorou significativamente na hora de prever eventos extremos.
O foco principal do desenvolvimento foi justamente a capacidade de reproduzir eventos raros. Mudanças no treinamento do HiROv2 permitiram que ele reproduzisse os valores mais intensos de chuva, vento e pressão com alta fidelidade. Quando alimentado com dados reduzidos do X-SHiELD, o modelo consegue replicar as estatísticas de alta resolução da simulação original com erro de apenas 3%, mesmo para eventos tão raros que acontecem apenas uma vez a cada um milhão de pontos de dados. O sistema também estima com precisão a energia total de ciclones tropicais, incluindo tempestades que nunca viu durante o treinamento, e gera furacões com olhos e bandas de chuva realistas — embora os ventos e a pressão ao redor do olho ainda fiquem um pouco mais irregulares do que no X-SHiELD.
Em uma simulação de 10 anos, o sistema completo HiRO-ACEv2 produziu furacões, padrões climáticos médios e distribuições gerais de chuva, vento e pressão alinhados com o X-SHiELD. A energia dos furacões gerados pelo sistema ao longo de uma década foi comparável à do modelo tradicional no mesmo período. O Allen Institute disponibilizou os modelos para download, junto com tutoriais e uma demonstração web interativa onde é possível comparar visualmente os dados gerados pelo HiROv2 com as simulações do X-SHiELD.
O sistema ainda tem limitações. Como o HiROv2 foi treinado especificamente com dados do X-SHiELD, ele só funciona com a versão do ACE calibrada para esse modelo — ou seja, não pode ainda gerar dados de alta resolução para outros cenários climáticos, como um mundo mais quente no futuro ou registros históricos de outros conjuntos de dados. Os próximos passos incluem treinar o sistema com novos dados do X-SHiELD, incluindo uma simulação de um mundo 4°C mais quente, e adicionar variáveis como temperatura próxima à superfície, neve e gelo, o que permitiria aplicações como previsão de neve acumulada.
