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Pour comprendre tout phénomène physique, il faut identifier les variables qui en sont responsables. Alors que les scientifiques connaissent les variables de la plupart des connexions physiques, certaines sont restées insaisissables. Maintenant, des chercheurs de l’Université de Columbia ont utilisé l’intelligence artificielle (IA) pour développer un programme qui observe ces phénomènes physiques et détecte les variables pertinentes. Le programme utilise une caméra vidéo pour observer la dynamique, puis traite l’information pour indiquer l’ensemble minimal de variables fondamentales nécessaires pour la décrire.
Dans le étudePublié dans Science computationnelle de la nature, les chercheurs ont commencé par traiter la vidéo brute dans le système dont ils connaissaient déjà la réponse. Ils ont ensuite fait correspondre le résultat du système d’IA avec le leur qui s’est avéré proche. «Nous pensions que cette réponse était assez proche. Où le travail a été effectué principalement. D’autant plus que toutes les IA avaient accès à ce qui était des séquences vidéo brutes, sans aucune connaissance en physique ou en géométrie. Mais nous voulions savoir quelles étaient réellement les variables, pas seulement leur nombre », a dit Hod Lipson, directeur du Laboratoire de machines créatives au Département de génie mécanique. Lipson est également l’auteur de l’étude.
Suite à cela, l’équipe a tenté de visualiser les variables identifiées par le programme. Alors qu’ils ont trouvé deux variables correspondant aux angles des bras, les deux autres n’ont pas pu être décrites. « Nous avons essayé de corréler les autres variables avec tout ce à quoi nous pouvions penser : les vitesses angulaires et linéaires, l’énergie cinétique et potentielle, et diverses combinaisons de grandeurs connues. Mais rien ne semblait correspondre parfaitement », a expliqué Boyuan Chen PhD ’22, professeur adjoint à l’Université Duke et auteur principal de l’étude.
Les chercheurs ont continué à tester le système et ont alimenté des vidéos dans le système pour lesquelles ils n’avaient pas de réponse. Celles-ci comprenaient des vidéos d’un danseur d’air et d’une lampe à lave. Le système a donné huit variables pour chacun d’eux. Pendant ce temps, pour une vidéo de flammes provenant d’une boucle de cheminée de vacances, le système a renvoyé 24 variables.
L’équipe espère maintenant qu’un tel programme d’IA pourra aider les scientifiques à déchiffrer des phénomènes complexes dans des domaines allant de la biologie à la cosmologie.
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