भौतिक वास्तवाचे अनुकरण करणे हे फार पूर्वीपासून एक खंडित प्रकरण आहे. समुद्राच्या लाटांचे मॉडेलिंग करणाऱ्या शास्त्रज्ञाला एका सॉल्व्हरची गरज असते; प्रथिनांचा पट पाहणाऱ्या संगणकीय जीवशास्त्रज्ञाला दुसरी गरज असते; वाळूच्या ढिगाऱ्यांचा अभ्यास करणाऱ्या अभियंत्याला तिसऱ्या क्रमांकाची गरज असते. प्रत्येक साधन परिश्रमपूर्वक विशिष्ट समीकरणांभोवती हाताने कोड केलेले आहे जे एका संकीर्ण घटनेवर नियंत्रण ठेवतात.
MIT, ब्रिटिश कोलंबिया विद्यापीठ आणि सहयोगी संस्थांच्या संशोधकांनी आता त्या पॅचवर्कला एकाच आर्किटेक्चरने बदलण्यासाठी डिझाइन केलेल्या प्रणालीचे अनावरण केले आहे. एमआयटी न्यूजनुसार - वर्ल्डपार्टिकल नावाची प्रणाली, मोठ्या प्रमाणावर भिन्न भौतिक प्रक्रियांचे अनुकरण करण्यासाठी एका एकीकृत सखोल-शिक्षण मॉडेलचा वापर करते — सरकत्या वाळूपासून ते प्रथिने फोल्डिंगपर्यंत — एमआयटी न्यूजनुसार. For more context on this story, see our ongoing AI trends.
हे काम, "वर्ल्ड पार्टिकल: युनिफाइड वर्ल्ड सिम्युलेशन ऑफ लॅग्रॅन्गियन पार्टिकल डायनॅमिक्स व्हाया ट्रान्सफॉर्मर" या शीर्षकाचा एक ओपन-ऍक्सेस पेपर, ACM सिग्ग्राफ कॉन्फरन्स आणि आशियातील कॉम्प्युटर ग्राफिक्स आणि इंटरएक्टिव्ह तंत्रावरील प्रदर्शनात सादर केला जाईल. हे सहकार्य MIT, UBC, जॉर्जिया टेक, Inria, Meta, पेनसिल्व्हेनिया विद्यापीठ, Utah, UCLA आणि हाँगकाँग विद्यापीठात पसरलेले आहे.
सिम्युलेशनसाठी एक 'GPT क्षण'
"आम्हाला सिम्युलेशनसाठी एक GPT क्षण हवा आहे," पीटर यिचेन चेन, माजी MIT पोस्टडॉक जो आता UBC मध्ये सहाय्यक प्राध्यापक आहेत आणि पेपरचे सह-संबंधित लेखक आहेत, यांनी MIT न्यूजच्या अहवालात म्हटले आहे. "प्रत्येक वेळी जेव्हा लोकांना एखाद्या विशिष्ट भौतिक घटनेसाठी सिम्युलेटर बनवायचे असते, तेव्हा त्यांना ते सुरवातीपासून कोड अप करावे लागते. आमची दृष्टी अशी आहे की एक फाउंडेशन मॉडेल आहे जे तुम्हाला सिम्युलेट करायचे असलेल्या कोणत्याही परिस्थितीसाठी बॉक्सच्या बाहेर काम करते. त्या दिशेने हे पहिले पाऊल आहे."
GPT चा संदर्भ अपघाती नाही. WorldParticle चे आर्किटेक्चर मोठ्या भाषेच्या मॉडेल्सला सामर्थ्य देणारी समान अनुक्रमिक-अंदाज कल्पना घेते. "हे ChatGPT सारखेच आर्किटेक्चर आहे. परंतु मजकूराचा तुकडा लिहिण्यासाठी एका वेळी एका शब्दाचा अंदाज लावण्याऐवजी, आम्ही हे कण एका वेळी एक पाऊल कसे हलतील याचा अंदाज घेत आहोत," चेन म्हणाले.
चेन यांच्यासोबत सह-संबंधित आणि सह-प्रमुख लेखक मिंघाओ गुओ, एक MIT पोस्टडॉक आणि सह-मुख्य लेखक Caoliwen Wang आणि Siyuan चेन, UBC मधील पदवीधर विद्यार्थी सामील झाले आहेत. या टीममध्ये इलेक्ट्रिकल इंजिनीअरिंग आणि कॉम्प्युटर सायन्सचे एमआयटी प्रोफेसर वोज्सिच माटुसिक यांचाही समावेश आहे जो कॉम्प्युटर सायन्स अँड आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस लॅबोरेटरी (CSAIL) मध्ये कॉम्प्युटेशनल डिझाईन आणि फॅब्रिकेशन ग्रुपचे नेतृत्व करतो.
वर्ल्डपार्टिकल कसे कार्य करते
ही प्रणाली संगणकीय भौतिकशास्त्रातील दीर्घकालीन कल्पनेवर अवलंबून आहे: लॅग्रॅन्जियन प्रतिनिधित्व, ज्यामध्ये सामग्रीचे वर्णन वेगळ्या कणांचा संग्रह म्हणून केले जाते ज्यांचे स्थान आणि वेग कालांतराने विकसित होतात. WorldParticle प्रत्येक ऑब्जेक्टला तो हजारो किंवा लाखो छोट्या त्रिमितीय ठिपक्यांमध्ये मोडतो, त्यानंतर ते कण जागा आणि वेळेतून कसे जातात याचा मागोवा घेतात.
समीकरणे शिकणे, हाताने कोडिंग न करणे
परंपरेपासून निघून जाणे हे नियम काय लिहितात यात आहे. शास्त्रीय पाइपलाइनमध्ये, एक शास्त्रज्ञ एक नियमन समीकरणाने सुरुवात करतो जे सामग्री कशी वागते हे परिभाषित करते, नंतर त्या जटिल गणिताचे एका सूत्रामध्ये रूपांतरित करते जे एक संख्यात्मक सॉल्व्हर हाताळू शकते — प्रत्येक नवीन सामग्री किंवा प्रक्रियेसाठी संपूर्ण व्यायामाची पुनरावृत्ती करते.
WorldParticle त्याऐवजी एक न्यूरल नेटवर्क वापरते जे सर्वसाधारणपणे गव्हर्निंग समीकरणे सोडवण्यास शिकते. नेटवर्क 3D पोझिशन्स आणि कणांचे भौतिक गुणधर्म इनपुट म्हणून घेते आणि सिम्युलेशनच्या पुढील फ्रेमसाठी त्यांची पोझिशन्स आणि गुणधर्म आउटपुट करते, एका सेकंदाच्या वाढीमध्ये वेळ आणि जागेवर सामग्रीच्या हालचालीचा अंदाज लावते.
बाह्य शक्ती हाताळणे
वास्तविक-जागतिक सामग्री सतत अशा शक्तींद्वारे ढकलली जाते ज्याचा एक मॉडेल पूर्णपणे अंदाज करू शकत नाही — समुद्राच्या लाटा समुद्राच्या भिंतीवर आदळत आहेत किंवा वाळूमध्ये पाय दाबत आहेत. प्रत्येक सिम्युलेशन चरणापूर्वी, WorldParticle प्रणालीवर कार्य करणाऱ्या बाह्य शक्तींना वेगळे करते. कणांच्या सुरुवातीच्या स्थितीचा अंदाज घेतल्यानंतर, प्रणाली त्या शक्तींना पुन्हा सिम्युलेशनमध्ये एकत्रित करते, शक्तींचा ऑब्जेक्टच्या वर्तनावर कसा परिणाम होतो यावर आधारित त्याचे अंदाज दुरुस्त करते.
संशोधकांच्या अहवालानुसार, ते सुधारणेचे वळण मॉडेलला सामग्री, पर्यावरणीय परिस्थिती आणि प्रशिक्षणादरम्यान कधीही न आलेली शक्ती यांचे सामान्यीकरण करण्यास अनुमती देते.
लाखो कण संकुचित करणे
स्केलने केंद्रीय अभियांत्रिकी आव्हान उभे केले. एक जटिल वस्तू लाखो कणांमध्ये विखुरली जाऊ शकते, त्वरीत मॉडेलचे संगणकीय बजेट ओलांडते. प्रक्रिया ट्रॅक्टेबल ठेवण्यासाठी, टीमने विलीन करण्याचे तंत्र वापरले जे कणांना एकत्र करते आणि संकुचित करते आणि त्यांच्या वर्तनात सूक्ष्म तपशील जतन करते.
गुओ यांनी एमआयटी न्यूजला सांगितले की, "आम्हाला खूप तपशीलवार अभियांत्रिकी करण्याची आणि आर्किटेक्चरला खरोखरच सामान्यीकरण करण्यायोग्य आणि वाढवण्यायोग्य होण्यासाठी अनेक बदल करणे आवश्यक आहे."
सहा भौतिक घटनांविरुद्ध चाचणी केली
संशोधकांनी वर्ल्डपार्टिकलचे सहा वेगवेगळ्या भौतिक घटनांवर प्रात्यक्षिक केले, ज्यामध्ये विकृत वस्तू, दाणेदार पदार्थ आणि प्रथिने यांचा समावेश आहे, स्थापित संख्यात्मक सिम्युलेशन पद्धतींपेक्षा उच्च अचूकतेचा अहवाल दिला.
उदाहरणे ठोस होती. एका ग्रॅन्युलर चाचणीमध्ये, वर्ल्डपार्टिकलने सामग्रीचा ढीग गुरुत्वाकर्षणाच्या खाली कसा कोसळतो हे कॅप्चर केले तर काही बेसलाइन पद्धतींनी वाळूचे कण हवेत तरंगत राहिले. आण्विक गतिशीलतेवर, प्रणालीने मॉडेल केले की प्रथिने संरचना कालांतराने संख्यात्मक सिम्युलेटरपेक्षा 100 पट वेगाने बदलतात, गुओच्या मते.
व्यावहारिक मोबदला दोन्ही दिशांनी चालतो: शास्त्रज्ञांनी आधीच अभ्यासलेल्या समस्यांसाठी जलद परिणाम आणि पूर्वी वेगळ्या सिम्युलेटरची मागणी करणाऱ्या घटना जोडण्याची क्षमता. टीम विकृत सॉलिड विरूद्ध द्रव स्लोशिंग सारख्या परिस्थितींवर प्रकाश टाकते — उदाहरणार्थ, स्लोशिंग ऑइल स्टोरेज टँकमधील लवचिक वाल्ववर कसा ताण देऊ शकते — जिथे द्रवपदार्थ आणि ते विरुद्ध ढकलणारी रचना एकत्रितपणे मॉडेल केलेली असणे आवश्यक आहे.
सॉफ्ट रोबोट्सपासून आकाशगंगा विलीन करण्यापर्यंत
फ्रेमवर्कची सामान्यता संगणक ग्राफिक्सच्या पलीकडे असलेल्या अनुप्रयोगांकडे निर्देश करते. संशोधकांचे म्हणणे आहे की हाच दृष्टीकोन सॉफ्ट रोबोट मॅनिप्युलेशन कार्ये सूचित करू शकतो, ज्यामध्ये एक सुसंगत मशीनने त्याच्या स्पर्शाखाली वाळू किंवा माती कशी बदलेल याचा अंदाज लावला पाहिजे. ते RNA उत्क्रांती आणि अगदी खगोलभौतिक घटना देखील सूचीबद्ध करतात जसे की आकाशगंगांचे उमेदवार डोमेन म्हणून विलीनीकरण.
दीर्घकाळात, कार्यसंघाला आशा आहे की हे कार्य शास्त्रज्ञांना नवीन सामग्री शोधण्यात आणि भौतिक प्रक्रियांचा शोध घेण्यास मदत करेल ज्याचा विद्यमान सिम्युलेशन पद्धती प्रभावीपणे अभ्यास करू शकत नाहीत.
"आम्ही पाहतो की गणना आणि विज्ञानाचे एकत्रीकरण आम्हाला भौतिक घटना शोधण्यासाठी किंवा काही अस्पष्टीकरणीय भौतिक घटनांचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी नवीन अंतर्दृष्टी आणि साधने देतात," गुओ म्हणाले. "एका युनिफाइड मॉडेलसह, आम्ही अनेक शोध अनलॉक करू शकतो ज्यांची आम्ही कल्पनाही करू शकत नाही."
एक पहिले पाऊल, पूर्ण पाया नाही
संशोधकांनी पूर्ण केलेल्या पाया मॉडेलऐवजी वर्ल्ड पार्टिकलला ओपनिंग मूव्ह म्हणून फ्रेम करण्याची काळजी घेतली आहे. पुढे जाताना, ते सिस्टीमला अधिक भौतिक प्रणालींशी जुळवून घेण्याची आणि वैज्ञानिक शोधासाठी पूर्ण, सामान्य-उद्देशीय सिम्युलेशन पाइपलाइन तयार करण्याची योजना आखत आहेत.
जर तो चाप परिचित वाटत असेल, तर तो डिझाइननुसार आहे. सामान्य-उद्देश साधनांमध्ये स्केलिंग करण्यापूर्वी भाषा मॉडेल्सने संकीर्ण, प्रति-टास्क सिस्टम म्हणून वर्षे घालवली — आणि वर्ल्डपार्टिकल टीम स्पष्टपणे पैज लावत आहे की भौतिक सिम्युलेशन एका वेळी एक कण पायरी समान मार्गाचा अवलंब करू शकते.
हा लेख एमआयटी न्यूजने 9 नोव्हेंबर 2026 रोजी प्रकाशित केलेल्या ॲडम झेवेच्या अहवालावर आधारित आहे.---
Stay Ahead of AIGet the latest AI news, analysis, and breakthroughs — all in one place.
Read more AI news →
