AI가 물리학 연구를 뒤집는다! 물리 법칙 없이 자체적으로 물리적 현상을 예측하는 모델

Archetype AI 연구진은 센서 데이터를 현상과의 접촉 분석만으로 훈련 중에 감지하지 못한 다양한 물리적 현상까지 정확하게 예측할 수 있는 '뉴턴 AI 모델'이라는 기본 인공지능 모델을 개발했습니다. 이 획기적인 연구 결과는 물리학 연구 수행 방식을 완전히 바꾸고 과학적 발견의 새로운 장을 열 수 있습니다.

전통적으로 물리적 현상에 대한 AI 모델을 구축하려면 많은 양의 물리적 법칙과 전문 지식을 모델에 사전 정보로 입력해야 하므로 모델의 적용 범위가 제한되고 다른 분야로 일반화하기가 어렵습니다. '뉴턴 AI 모델'은 물리적 법칙이나 사전 지식에 의존하지 않는 새로운 '현상학' 방법을 채택했으며, 대신 방대한 센서 데이터를 분석하여 물리적 세계의 작동 규칙을 학습하고 이해합니다.

연구원들은 전류, 유체 흐름 및 광학과 같은 다양한 물리적 현상을 다루는 41개 공개 데이터 세트에서 5억 9천만 개의 센서 데이터 샘플을 사용하여 모델을 훈련했습니다. 훈련된 "뉴턴 AI 모델"은 기계적 운동, 열역학 등을 포함한 다양한 물리적 동작을 인코딩하고 예측할 수 있으며, 도시 규모의 기상 변화와 같은 복잡한 비분석적 물리적 프로세스도 예측할 수 있습니다.

연구진은 모델의 일반화 능력을 검증하기 위해 스프링-질량 시스템을 이용한 기계적 진동 시뮬레이션, 열전 발전 장치를 이용한 열역학적 현상 시뮬레이션 등 일련의 실험을 수행했다. 실험 결과에 따르면 '뉴턴 AI 모델'은 이러한 물리적 시스템의 미래 동작을 정확하게 예측할 수 있으며, 그 예측 정확도는 특정 물리적 시스템에 대해 특별히 훈련된 모델의 정확도를 훨씬 능가합니다.

"뉴턴 AI 모델"의 등장은 물리학 연구에 새로운 가능성을 가져다줍니다. 이는 과학자들이 실험 데이터를 더 빠르고 정확하게 분석하고, 새로운 물리 법칙을 발견하는 데 도움이 될 수 있으며, 복잡한 물리 시스템을 예측하고 제어하는 ​​데에도 사용될 수 있습니다. 또한 이 모델에는 "제로 샘플 추론" 기능도 있습니다. 즉, 이전에 한 번도 접근한 적이 없는 물리적 현상을 예측할 수 있으며, 이는 과학적 발견의 새로운 영역을 열어줍니다.

연구원들은 "뉴턴 AI 모델"은 단지 시작일 뿐이라고 말했습니다. 앞으로는 모델의 훈련 데이터 세트를 더욱 확장하고 다른 분야에서의 적용을 탐색할 것입니다. 이번 연구 결과는 다양한 물리적 세계 프로세스를 이해하고 예측할 수 있는 통합 AI 기본 모델을 구축할 수 있다는 희망을 불러일으켰습니다.

논문: https://cdn.prod.website-files.com/669fb9b0365257a2d64b9744/671062d53917e78989931495_Phenomenological%20AI%20Foundation%20Model%202024.pdf