人工智慧會取代預報員嗎?
科幻小說作家劉慈欣曾在其小說《球狀閃電》中描述了這樣一種天氣預報:故事的主人公從氣象學院畢業後開發了一種系統,可以用來探測龍捲風,並且把即將生成的龍捲風扼殺在搖籃之中……
事實上,龍捲風的預測在當今仍然是一個難題,更不用說要駕馭龍捲風使其變成戰爭武器。不過,人類或許可以藉助一種新興技術在預測龍捲風方面取得突破,這種技術就是人工智慧——
2010年以後,尤其是最近兩三年,人工智慧迎來增長爆發期,在數值模式資料同化和引數化、天氣系統識別、災害性天氣監測和臨近預報等天氣預報領域的應用得到不斷擴充套件。
伴隨人工智慧應用爆發式增長而來的是氣象預報員對於自身價值的擔憂:人工智慧最終會取代預報員嗎,人工智慧會對氣象預報甚至整個氣象行業帶來顛覆式變革嗎,未來預報員的價值何在?這一系列問題如幽靈一般,自人工智慧在棋類比賽等領域徹底擊敗人類的那一刻起,就一直盤旋在氣象領域的上空。
在本文專家看來,未來,一定是預報員與人工智慧和諧共處。
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人工智慧的崛起
從20世紀80年代末到90年代初,人工智慧技術在美國、加拿大、英國、法國等國家天氣預報中的應用掀起了一場熱潮。但這個時期的人工智慧系統大多處於研製階段,只有不到20%的系統經過實地驗證,極少數投入業務使用。
一直到2010年後,隨著新一代資訊科技引發資訊環境與資料基礎變革,海量影象、語音、文字等多模態資料不斷湧現,以及計算能力的大幅提升,人工智慧才迎來增長爆發期。
國家氣象中心高階工程師朱文劍說:
“最近兩三年國外人工智慧在天氣預報領域的應用呈現爆發式增長,並且呈現出由傳統的機器學習向深度學習發展的趨勢。”
目前,人工智慧在天氣預報領域的應用包括觀測資料質量控制、數值模式資料同化、數值模式引數化、模式後處理、天氣系統識別、災害性天氣監測和臨近預報、預報公文自動製作等很多方面。
國內氣象行業對人工智慧技術的關注度也快速提高。中央氣象臺和清華大學聯合開發出一種基於深度神經網路的雷達回波外推方法,該方法比之前運用傳統方法進行回波預報的準確率提高了40%左右。
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弱人工智慧時代
伴隨人工智慧應用爆發式增長而來的是氣象預報員對於自身價值的擔憂:人工智慧會對氣象預報甚至整個氣象行業帶來顛覆式變革嗎,未來預報員的價值何在?
的確,人工智慧憑藉其超強的計算能力和強大的演算法,在某些方面的能力遠遠超過了人類。
比如,美國有一個關於雷暴生命史的實時預測模型做出的預報結果已經明顯優於人的主觀經驗。
然而,在朱文劍看來:
未來預報員與人工智慧的關係一定是和諧且融洽的。儘管在圍棋等領域人工智慧現在已經可以完勝人類,但目前其仍處於弱人工智慧階段,當它能通過圖靈測試後才算進入強人工智慧的範疇。
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預報員的“嬰兒”
現在的人工智慧幾乎都還侷限於僅能夠有效完成專業任務的“狹義人工智慧”範疇。
可以說,在目前的弱人工智慧背景下,有多少“智慧”,背後就有多少“人工”,因為人工智慧應用包含了大量的資料探勘分析、模型訓練學習、檢驗反饋等工作,而這些工作目前基本都是由人類來指導或訓練機器完成的。
對此,朱文劍打了一個很生動的比方:
在弱人工智慧背景下,人工智慧更像是預報員的嬰兒。
一個模型要想在實際應用中取得良好的效果,離不開大量的引數除錯(學習過程),並且要保證“飲食健康”(輸入資料要可靠,資料量要充足)。當一個人工智慧模型被訓練好後(嬰兒長大成熟了),就可以讓預報員減少很多繁瑣的工作,並享受更準確的預報結果。
所以說,未來預報員就是人工智慧的爸爸媽媽。
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優勢互補才是相處之道
無論如何,在預測和分析關鍵性和轉折性天氣過程中,人類的作用暫時還無法被替代。
人類在掌握天氣氣候動力學知識的基礎上,對複雜天氣形勢能夠有更為準確的把握,並且會對小概率事件進行有針對性的分析和聯合會商,而這正是目前人工智慧的短板所在。 大連婦科檢查多少錢 mobile.84239650.com
中央氣象臺與港澳氣象部門首次聯合會商,共織“天網”捕捉風王“山竹”。
朱文劍說:
“一方面,人類需要做好資料的前期處理工作,確保人工智慧吃進的食物安全、健康;另一方面,人類需要站在人工智慧的肩膀上,利用深度學習、影象識別等技術在資料同化、模式引數優化、模式後處理等方面的優勢,使其成為數值預報的得力助手。如果將氣象預報比作一支雙人舞的話,那麼這支舞需要‘人工’和‘智慧’通力協