Cette IA de Microsoft prévoit les phénomènes météo et la pollution atmosphérique
Avec Aurora, les chercheurs de Microsoft développent une IA polyvalente formée sur plus d’un million d’heures de simulations climatiques variées, en vue de fournir des prévisions météo et de pollution de l'air plus précises, en un temps record.
Aurora, une nouvelle technologie d’IA développée par des chercheurs de Microsoft, promet des avancées significatives en matière de prévisions météorologiques. Ce modèle de fondation analyse de vastes quantités de données atmosphériques pour anticiper avec précision les phénomènes météorologiques extrêmes, mais pas uniquement.
En intégrant des données provenant de simulations climatiques, de réanalyses et de prévisions opérationnelles, Aurora développe «une compréhension» robuste et ajustable de la dynamique atmosphérique, selon Microsoft Research. Avec une résolution spatiale de 0,1° (environ 11 km à l’équateur), Aurora capture les détails fins des processus atmosphériques.
Formé à partir d’un grand nombre de simulations
Entraîné sur plus d'un million d'heures de simulations climatiques variées, Aurora rend compte des subtilités des phénomènes météorologiques. Contrairement aux modèles d'IA traditionnels, qui nécessitent une grande quantité de données spécifiques pour s'entraîner à une tâche donnée, Aurora peut être affiné (fine-tuning) et fournir des prévisions précises, même à partir d'un petit ensemble de données associées à des objectifs prédéfinies, affirment les chercheurs. Aurora se veut ainsi polyvalent afin de prédire un large éventail de variables atmosphériques, telles que la température, la vitesse du vent, les niveaux de pollution atmosphérique et les concentrations de gaz à effet de serre.
Inférences sur un seul GPU
Aurora repose sur architecture flexible, qui combine un transformateur Swin 3D avec des encodeurs et des décodeurs basés sur la technologie Perceiver, précise le billet de blog technique consacré au développement de ce modèle. Le processus d'entraînement initial d'Aurora s’avère particulièrement exigeant en termes de ressources de calcul: il a nécessité environ 2,5 semaines sur 32 GPU NVIDIA A100. Ensuite, lorsqu’il procède aux inférences, le modèle peut générer des prévisions météorologiques mondiales à 10 jours ou des prévisions de pollution de l'air à 5 jours, en quelques secondes et sur un seul GPU. Selon Microsoft, Aurora permet de multiplier la vitesse de calcul par 5’000 par rapport au système de prévision intégré (IFS) de pointe actuel.
Applications potentielles dans de multiples domaines
La contribution d'Aurora ne se limite pas à la météorologie. En démontrant l'efficacité des modèles de fondation dans le domaine des sciences de la Terre, Microsoft entend ouvrir la voie à de futurs développements de modèles englobant l'ensemble du système terrestre. «La capacité des modèles de fondation à exceller dans les tâches en aval avec peu de données pourrait démocratiser l'accès à des informations météorologiques et climatiques précises dans les régions où les données sont rares, telles que les pays en développement et les régions polaires. Cela pourrait avoir des répercussions considérables sur des secteurs tels que l'agriculture, les transports, la production d'énergie et la préparation aux catastrophes, permettant ainsi aux communautés de mieux s'adapter aux défis posés par le changement climatique», expliquent les chercheurs. Ces derniers prévoient en outre de rendre le code source d'Aurora accessible au public, afin de permettre à la communauté scientifique mondiale de participer à l'amélioration continue de cette technologie.
