UNIT.City — місце, де люди працюють... КРАЩЕ! Обирай свій простір просто зараз 👉
Вікторія ГорбікSpaceTech
24 января 2024, 09:08
2024-01-24
Украинцы разработали ИИ-систему для прогнозирования геомагнитных штормов и выиграли в крупнейшем в мире космическом хакатоне от NASA. Кто они и как работает «Оракул»
Команда украинских специалистов Storm Prophet обошла 58 000 участников по всему миру и выиграла хакатон NASA Space Apps Challenge, проходивший в октябре 2023 года. Storm Prophet получили приглашение на посещение NASA в США.
Украинский Full Stack Developer и локальный организатор хакатона от Киева Роман Малкевич вместе с пр едставителями команды рассказали dev.ua, как за двое суток участники разработали проект и поделились деталями, что может «Оракул» в прогнозировании космических геомагнитных штормов.
Команда украинских специалистов Storm Prophet обошла 58 000 участников по всему миру и выиграла хакатон NASA Space Apps Challenge, проходивший в октябре 2023 года. Storm Prophet получили приглашение на посещение NASA в США.
Украинский Full Stack Developer и локальный организатор хакатона от Киева Роман Малкевич вместе с пр едставителями команды рассказали dev.ua, как за двое суток участники разработали проект и поделились деталями, что может «Оракул» в прогнозировании космических геомагнитных штормов.
О хакатоне
NASA Space Apps Challenge — это крупнейший международный космический хакатон, организованный при поддержке NASA (Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США) в разных странах. Он производится ежегодно. Участники хакатона объединяются в команды и в течение 48 часов решают практические задачи от NASA.
У 2023 году хакатон проходил 7–8 октября онлайн. В нем приняли участие более 58 000 участников из 8718 команд по всему миру, в том числе команды из Украины.
Судьбоносная встреча
Костя команды, а именно Анастасия Лукьяненко, Максим Копистко и Евгений Татаринов, познакомились между собой в октябре 2022 года.
Команда Storm Prophet
После очередного ежегодного хакатона местный организатор Роман Малькевич предложил устроить нетворкинг между участниками из разных команд. А в конце сентября 2023 года решили принять участие во всемирном хакатоне, устраиваемом NASA.
Роман Малкевич, украинский Full Stack Developer и локальный организатор хакатона от Киева (Фото Facebook)
Что такое «Оракул космической погоды»
Идею создать инструмент по предсказанию геомагнитных штормов предложила команде Анастасия Лукьяненко, эксперт по работе с нейросетями и один из организаторов в Storm Prophet.
Скрин проекта «Оракул космической погоды»
После недолгих дискуссий участники остановились на «Оракуле космической погоды», который может помочь в предупреждении возможных технических проблем, таких как выход из строя электросетей и спутниковых систем, посредством изучения солнечной активности и других данных межпланетного пространства.
При надежной работе космическая метеостанция Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) может измерять силу и скорость солнечного ветра в космосе, что позволяет участникам хакатона прогнозировать геомагнитные бури на Земле.
Точные долгосрочные прогнозы (до 30 дней в час): для более расширенных горизонтов прогнозирования (скрин проекта «Оракул космической погоды»)
Однако DSCOVR продолжает работать после завершения своего ожидаемого срока службы и производит случайные сбои, которые сами по себе могут являться индикаторами космической погоды. Именно «необработанные» данные DSCOVR — разломы и прочее — украинцы использовали для прогнозирования геомагнитных штормов на Земле.
Оракул основан на сетях LSTM, расширенной предварительной обработке данных, ранней остановке и перестановке, что имеет важное значение для точного прогнозирования уровня геомагнитных бурь. Участники использовали время шторма возмущения (DST) в качестве индикатора уровня шторма, а производительность модели оценивали с точки зрения ее способности предполагать значение летнего времени.
Очень точные краткосрочные прогнозы (до 14 часов в минуту): для нужд детального прогнозирования (скрин проекта «Оракул космической погоды»)
Анализ важности признаков перестановки дал ценную информацию о значимости входных функций для создания точных прогнозов. Большим достижением нашего проекта является сокращение данных L1 посредством анализа и логики. Также участники провели исследование аномалий в исходных данных для поиска возможных закономерностей, связанных с солнечной активностью. Модель представлена на сайте .
О команде
В Storm Prophet 6 участников:
Евгений Татаринов — кандидат физико-математических наук и программист,
Анастасия Лукьяненко — эксперт по машинному обучению,
Максим Копистко — подкастер и проектный менеджер,
Вадим Лозовский — астрофизик и программист,
Константин Кузьмичев — программист баз данных,
Андрей Соловьенко — фулстек-разработчик и бакалавр по статистике.
Максим занимался видео и монтажом, а также защитой проекта перед судьями. Евгений был координатором и «лицом команды», а также направлял ход мыслей во время работы и коротких брейн-штормов, потому что имеет опыт работы с математическими моделями. Константин взял на себя роль проверки других нейросетей по работе с данными, Вадим и Анастасия исследовали работу с Long Short-Term Memory (LSTM) нейросетью, а Андрей занимался построением сайта для иллюстрации работы модели.
Процесс создания «Оракула»
Проект специалисты реализовали за первый день хакатона. Анастасия тренировала и оптимизировала нейросеть, а Вадим анализировал корреляцию в работе приборов и солнечных шторма, чтобы сделать выводы по наличию аномалий.
Где-то в середине дня параллельно с разработкой сайта Андрей пытался оптимизировать данные для более эффективного обучения нейросети, и наконец ему удалось сократить объем данных на два порядка, что позволило ускорить работу в разы. Вместо 5-7 часов модель тренировалась за пол часа, при этом не утрачивая точности.
Скрин проекта «Оракул космической погоды»
«Возможно, это и стало ключевым решением, которое помогло в технической реализации», — предполагают участники.
Также Андрей нашел данные обсерватории в Киото для оценки работы нейросети. Костя обрабатывал данные для модели LSTM и проводил подробное тестирование, а Анастасия анализировала наиболее значимые параметры системы и улучшала точность прогноза. В итоге они достигли значения 95–98% по ежеминутному прогнозу на 14 часов и 90–95% по ежечасному прогнозу в месяц.
По предложению Максима участники добавили к сайту известный протокол обмена данными RSS, чтобы кто-либо мог подписаться к обновлениям на космическую погоду.
«Тяжелее всего — это перевести технический, сухой язык цифр и моделей в понятный, без дополнительных вопросов, текст, чтобы судьям было легче увидеть основную идею и все преимущества проекта», — говорят участники.
Именно описанием проекта они занимались во второй день хакатона, а также видеосъемкой, питчингом и презентацией проекта.
Первые!
В день презентации проекта в октябре Storm Prophet заняла первое место среди команд в Киеве. Но только в конце ноября участники узнали, что попали в короткий список из 40 команд, среди которых и разыгрывают призы.
В конце января в Storm Prophet поступили письма, избранные победителем в одной из 10 категорий, а именно — использование данных. Теперь команду ждет приглашение на саму поездку в Вашингтон на награждение летом.
«Желающие выложить немалые, во многие ноли, деньги не переведутся на планете Земля». Блиц с космическим экспертом о суборбитальном туризме после очередного запуска ракеты Blue Origin
Божество, звездолет, обломок планеты: что человечество знает о Луне и как собирается туда возвращаться
16 ноября 2022 года NASA успешно запустила миссию Artemis 1 к Луне. Ракета Space Launch System (SLS) и корабль Orion стартовали в 8:47 по Киеву из космического центра Кеннеди на мысе Канаверал. Задача корабля Orion — покрутиться вокруг спутника Земли шесть дней и вернуться на Землю, после чего можно запускать людей. Если все пройдет успешно, через несколько лет мы увидим грандиозный камбек и реюньон человечества на спутник Земли. Что мы знаем о Луне, почему так долго ее игнорировали и как будем возвращаться в обновленном благодаря успешному старту (наконец-то!) суперэксплейнере от dev.ua от 29 августа 2022 года.
Глаза, которыми мы смотрим во Вселенную: зачем человечеству такие телескопы, как «Джеймс Уэбб» и «Хаббл».
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» показал свои первые изображения, к которым этот проект шел c начала 1990-х. До этого основным нашим «оком» во Вселенную был «Хаббл».
Хотите сообщить важную новость? Пишите в Telegram-бот
Главные события и полезные ссылки в нашем Telegram-канале
