Varias capas de la tierra más los edificios encima y dentro de ellos se comportan de manera diferente durante un terremoto. Las interacciones entre estas capas exponen la complejidad de los modelos de terremotos. Crédito:Instituto de Investigación Terremoto 2018, La Universidad de Tokio.
Un equipo de investigadores del Earthquake Research Institute, Departamento de Ingeniería Civil y Centro de Tecnología de la Información de la Universidad de Tokio, y el Centro RIKEN para la Ciencia Computacional y el Centro RIKEN para el Proyecto de Inteligencia Avanzada en Japón fueron finalistas del codiciado Premio Gordon Bell por logros sobresalientes en computación de alto rendimiento. Tsuyoshi Ichimura junto con Kohei Fujita, Takuma Yamaguchi, Kengo Nakajima, Muneo Hori y Lalith Maddegedara fueron elogiados por su simulación de la física de terremotos en entornos urbanos complejos.
Los terremotos son un gran problema en muchos lugares del mundo, incluidos, famosamente, Japón. Pueden ser devastadores y el equipo de Ichimura usa la destreza de codificación con el poder de las supercomputadoras para generar modelos para la mitigación y respuesta a desastres.
Las simulaciones realistas de terremotos son difíciles debido a la gran variedad de fenómenos físicos que operan a diferentes escalas. Este complejo problema llevó al equipo a idear estrategias novedosas que involucran inteligencia artificial (IA) para modelar terremotos en centros urbanos con un alto grado de precisión.
"En el campo de la informática, existe una gran brecha entre la IA y las simulaciones basadas en la física, ", dijo Ichimura." Sentimos que había margen para mejorar el rendimiento de nuestra simulación al cerrar esta brecha. Y ese sentimiento resultó ser cierto ".
Su enfoque de metodología mixta utilizó inteligencia artificial y diversos grados de precisión matemática para crear un código completamente nuevo para la simulación, con una eficiencia sin precedentes. Este nuevo código logró un aumento de casi cuatro veces en velocidad con respecto a la encarnación anterior del equipo.
La supercomputadora Summit tiene 9, 216 procesadores fabricados por IBM y 27, 648 unidades de procesamiento gráfico producidas por Nvidia, versiones avanzadas de las que se encuentran en las PC para juegos. Crédito:2018 Carlos Jones / ORNL.
Tradicionalmente, Las simulaciones físicas requieren una gran precisión numérica para obtener resultados que se correspondan bien con la realidad observada. Para lograr esta precisión se requiere mucho tiempo de cálculo, que consume una gran cantidad de energía. Lo que hace que este nuevo método sea único es cómo el componente de inteligencia artificial del sistema aprende dónde la precisión es más útil y dónde se puede reducir sin sacrificar la precisión general. por lo que la simulación puede ejecutarse en menos tiempo que si no tuviera la IA.
El código del equipo se ejecutó en la supercomputadora Summit de última generación en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en los EE. UU. Los investigadores hicieron que este código fuera adaptable para otros usos y escalable para su uso en diferentes sistemas informáticos, como la computadora K en RIKEN y Piz Daint en el Centro Nacional de Supercomputación de Suiza.
"Nuestro código es un tipo de solucionador de problemas completamente nuevo, que es una frontera en este campo, "concluye Ichimura." Esperamos que este nuevo código encuentre su camino en una nueva generación de simuladores físicos. Esperamos que esto ayude a las personas a comprender mejor predecir y prepararse para terremotos ".
