以闪电般的速度绘制冰山地图 人工智能比人类快一万倍

以闪电般的速度绘制冰山地图人工智能比人类快一万倍AnneBraakmann-Folgmann是11月9日发表在《冰冻圈》（TheCryosphere）杂志上的这一研究成果的主要作者，她在英国利兹大学攻读博士学位期间开展了这项研究。现在她在特罗姆瑟的挪威北极大学工作，她强调了大型冰山在南极环境中的重要性。这张图片由哥白尼哨兵-1号雷达卫星任务拍摄，显示了南极洲西海岸阿蒙森海的冰山。巨型冰山是南极环境的重要组成部分。它们影响海洋物理、化学、生物，当然也影响海上作业。因此，监测冰山范围并量化冰山向海洋释放的融水数量至关重要。利兹大学的研究人员推出了一种神经网络，它能迅速准确地绘制出哥白尼哨兵-1卫星雷达图像中南极大型冰山的范围，完成这项任务仅需0.01秒。这种新颖的方法与之前费时费力的人工操作形成了鲜明对比。图片来源：包含经修改的哥白尼哨兵数据（2015年），由欧空局处理冰山监测的意义"巨型冰山是南极环境的重要组成部分。它们影响海洋物理、化学、生物，当然也影响海上作业。因此，必须确定冰山的位置并监测其范围，以量化冰山向海洋释放的融水量"。哥白尼哨兵-1号雷达任务提供冰山图像，不受云层遮挡和日光不足的影响，在利用人工智能绘制冰山地图的创新方法中发挥着关键作用。在携带类似照相机的仪器的卫星所拍摄的图像中，冰山、海冰和云层都呈现白色，因此很难分辨出真正的冰山。而在大多数雷达图像中，如哨兵一号传回的图像，冰山在较暗的海洋和海冰背景中显示为明亮的物体。哥白尼哨兵-1号携带有先进的合成孔径雷达，以多种专业模式工作，为欧洲的哥白尼计划提供详细的图像。这些数据可用于监测海洋，包括航道、海冰、冰山和漏油等。图片来源：欧空局/ATGmedialab尽管如此，当周围环境复杂时，有时仍很难将冰山与海冰甚至海岸线区分开来。Braakmann-Folgmann博士解释说："我们有时很难将冰山与周围的海冰区分开来，因为海冰更粗糙、更古老，因此在卫星图像中看起来更明亮。这同样适用于被风吹皱的海洋。另外，较小的冰山碎片经常出现在冰山附近，因为它们的边缘会不断掉落碎冰，很容易被错误地与主冰山归为一类。卫星图像中的南极海岸线可能与冰山相似，因此标准的分割算法往往也会选择海岸线，而不仅仅是实际的冰山。"神经网络能力然而，即使在这些具有挑战性的条件下，新的神经网络方法也能出色地绘制冰山范围图。其强大之处在于神经网络能够理解错综复杂的非线性关系，并将整个图像背景考虑在内。要想有效跟踪冰山面积和厚度的变化（这对了解冰山如何溶解并向海洋释放淡水和养分至关重要），精确定位特定的巨型冰山以进行持续监测至关重要。巨型冰山是南极环境的重要组成部分。它们影响海洋物理、化学、生物，当然也影响海上作业。因此，监测冰山范围并量化冰山向海洋释放的融水数量至关重要。利兹大学的研究人员推出了一种神经网络，它能迅速准确地绘制出哥白尼哨兵-1卫星雷达图像中南极大型冰山的范围，完成这项任务仅需0.01秒。这种新颖的方法与之前费时费力的人工操作形成了鲜明对比。资料来源：利兹大学这项研究中引入的神经网络能够非常熟练地识别出每张图像中最大的冰山，而不像其他方法，后者经常会选择附近稍小的冰山。神经网络的架构基于著名的U-net设计。该系统使用哨兵-1拍摄的各种环境下的巨型冰山图像进行了细致的训练，并以人工绘制的轮廓作为目标。在整个训练过程中，系统不断改进其预测结果，并根据人工得出的轮廓与预测结果之间的差异调整其参数。当系统达到最佳性能时，就会自动停止训练，以确保其适应性和在新示例上的成功。研究成果和影响该算法已在七座冰山上进行了测试，面积从54平方公里到1052平方公里（21平方英里到406平方英里）不等，分别大致相当于瑞士伯尔尼市和香港的面积。我们编制了一个多样化的数据集，每个冰山包含15至46幅图像，时间跨度为2014-2020年的不同季节。为确保数据集的多样性，每个冰山每月使用一张哨兵-1图像。结果令人印象深刻，准确率达到99%。Braakmann-Folgmann博士补充说："能够以更快的速度和更高的精度自动绘制冰山范围图，将使我们能够更轻松地观测几座巨型冰山的冰山面积变化，并为实际应用铺平道路。"欧空局的马克-德林克沃特（MarkDrinkwater）指出："当然，卫星对于监测变化和了解远离人类文明的过程至关重要。这一新的神经网络使定位和报告冰山范围这一人工和劳动密集型任务实现了自动化。我们祝贺该团队引入了这种创新的机器学习方法，以实现一种强大而准确的方法来监测脆弱的南极地区的变化"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396019.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396019.htm

看似不可能的事：特制的纳米空腔的模型将光压缩到比人的头发还细一万倍

看似不可能的事：特制的纳米空腔的模型将光压缩到比人的头发还细一万倍有趣的是，早在2006年就有理论表明，衍射极限并不适用于电介质。然而，没有人能够在实际世界中证明这一点，因为它需要复杂的纳米技术，还没有人能够创造所需的电介质纳米结构。丹麦技术大学（DTU）的一个研究小组创造了一个被称为"电介质纳米腔"的装置，它成功地将光集中在比衍射极限小12倍的体积中。这一发现在光学研究中具有突破性意义，最近发表在《自然通讯》杂志上。世界上最小的光子的测量a)纳米空腔的模型，其中计算出的电场强度用色标表示。b)弓形结构中狭长的材料条周围的放大图，其中光子被挤压在一起。白线显示的是纳米结构的轮廓，以供比较。资料来源：DTU"我们将我们对真正的光子纳米技术的知识和它目前的局限性编入一台计算机。然后我们要求计算机找到一种模式，将光子收集在一个前所未有的小区域内--在一个光学纳米腔中，并且我们也能够在实验室里建造它。"光学纳米腔是经过特殊设计的结构，可以保留光，使其不能正常传播，而是来回反射，就像两面镜子相对一样。镜子越靠近对方，它们之间的光线就越强烈。在这个实验中，研究人员创造了一个蝴蝶结结构，由于其独特的形状，它在挤压光子方面特别有效。衍射极限理论描述了在一个光学系统中，光不能被聚焦到小于一半波长的体积中--例如，这适用于显微镜的分辨率。然而，纳米结构可以由比波长小得多的元素组成，这意味着衍射极限不再是一个基本限制。特别是弓形结构，可以将光压缩到非常小的体积中，这受限于弓形结构的尺寸，因此也受限于纳米制造的质量。当光被压缩时，它变得更加强烈，加强了光和材料（如原子、分子和二维材料）之间的相互作用。介质材料介质材料是电绝缘的。玻璃、橡胶和塑料是介电材料的例子，它们与金属形成对比，后者是导电的。介质材料的一个例子是硅，它经常被用于电子学，但也用于光子学。这种纳米空腔是由硅制成的，它是最先进的现代技术所依据的电介质材料。纳米空腔的材料是在DTU的洁净室实验室中开发的，而空腔所依据的图案是用DTU开发的独特的拓扑优化方法进行优化和设计的。最初是为了设计桥梁和飞机机翼而开发，现在也被用于纳米光子结构。"实现这一突破需要巨大的联合努力。它之所以能够实现，是因为我们成功地结合了DTU几个研究小组的世界领先的研究，"领导这项研究工作的SørenStobbe副教授说。高能效技术的重要突破这一发现可能对开发革命性的新技术具有决定性意义，这些技术可能会减少数据中心、计算机、电话等方面的耗能部件的数量。计算机和数据中心的能源消耗持续增长，需要更多的可持续发展的芯片架构，使用更少的能源。这可以通过用光学元件取代电路来实现。研究人员的设想是利用互联网所用的光和电子之间的相同分工，即光用于通信，电子用于数据处理。唯一的区别是，这两种功能都必须内置于同一个芯片中，这就要求将光压缩到与电子元件相同的大小。DTU的突破表明，这实际上是可能的。MarcusAlbrechtsen说："毫无疑问，这是开发更节能技术的重要一步，例如，用于数据中心和未来计算机的光连接的纳米激光器--但还有很长的路要走。"研究人员现在将进一步工作，完善方法和材料，以找到最佳解决方案。"现在我们已经有了理论和方法，随着周围技术的发展，我们将能够制造出越来越强的光子。我相信，这只是物理学和光子纳米技术以这些原理为中心的一长串重大发展中的第一个。"索伦·斯托布说，他最近从欧洲研究理事会获得了著名的200万欧元的巩固者资助，用于开发基于新腔体的全新类型的光源。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333959.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333959.htm

孙正义豪言壮语：All In AI打造超级人工智能 能力比人类强1万倍

孙正义豪言壮语：AllInAI打造超级人工智能能力比人类强1万倍他预言，超级人工智能可能会在10年内出现，其能力将会是人类的1万倍。无论输赢都要投资AI本周四，孙正义就对投资人工智能表达出“孤注一掷”的决心。他表示，他的下一个大项目可能会大获成功，也可能惨败——但软银别无选择，只能尝试。孙正义在股东大会上放出豪言：“我们需要寻找下一个重大举措，而不必担心它会成功还是失败。”软银首席财务官后藤芳光最近也发表了类似言论，声称软银需要承担更多风险，尤其是在人工智能发展加速的情况下。孙正义补充说，虽然该公司因押注WeWork而损失了数十亿美元，但“软银集团的活力源于寻找新的进化种子，尤其是在海外。”而对于孙正义来说，这枚“新的进化种子”显然就是人工智能。之前一切都只是热身？本周五，孙正义继续发表对于人工智能前景的看好，并豪迈宣称，该集团的使命就是通过实现人工超级智能来帮助人类进步。孙正义表示：“软银集团到目前为止做了很多事情，这些都是我实现人工智能的伟大梦想的热身。”孙正义计划打造一个“超级人工智能”时代。他声称，届时该公司芯片将支持一个由机器人和强大数据中心组成的生态系统，可以治疗癌症、打扫房屋和与孩子一起玩耍。他预计，超级人工智能可能在10年内出现，并放出豪言称，超级人工智能的能力将超过人类1万倍。AI底气来源于Arm孙正义表示，他对人工智能的雄心壮志取决于其子公司、芯片设计巨头ArmHoldings。乘着AI浪潮的“东风”，芯片设计公司Arm自去年9月首次公开募股以来，市值节节攀升。截至目前，Arm公司的股价已较发行价翻了一番，市值超过1000亿美元。尽管此前曾因Wework等失败投资而一度爆亏，但目前软银集团已连续两个季度实现盈利。而在这背后，Arm等投资项目的资产价值飙升功不可没。目前，Arm已经俨然成为孙正义继阿里巴巴之后的第二棵“摇钱树”，而孙正义显然也因此准备继续对人工智能投下重注。截至3月底，软银已经积累了6.2万亿日元（约合390亿美元）的现金储备。据今年2月份的一篇报道，孙正义正在寻求高达1000亿美元的资金来投资一家芯片企业，以生产人工智能半导体，并与当前全球芯片“霸主”英伟达竞争。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435665.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435665.htm