Dans une lettre publié dans Examen physique EDes scientifiques de l’Institut de recherche sur les systèmes complexes intelligents (IICS) de l’Université Fudan ont montré que l’IA rendait le bruit inutile largement utile dans la synchronisation des oscillateurs. Ces résultats ont des implications pour l’ingénierie des régulateurs à économie d’énergie et la compréhension des avantages du bruit dans divers systèmes.
Il a été observé que le bruit favorise l’émergence de comportements dynamiques intéressants dans les systèmes physiques non linéaires. Cependant, la conception de formes de bruit appropriées pour un système donné reste un défi sans méthode universelle.
Bien que la synchronie induite par le bruit ait été largement étudiée en physique et en mathématiques, la plupart des recherches antérieures se concentrent sur l’impact du bruit existant plutôt que sur la conception d’un bruit pratique.
Les chercheurs de l’IICS ont étudié comment la théorie de la stabilisation stochastique peut guider la conception d’un bruit bénéfique pour induire une synchronie. Cette théorie implique généralement des fonctions auxiliaires complexes qui sont difficiles à construire manuellement.
En s’appuyant sur des analyses théoriques pour les techniques d’apprentissage automatique, les chercheurs ont reformulé le problème de synchronisation. Ils ont recherché des paramètres optimaux pour une fonction candidate paramétrée par des réseaux neuronaux artificiels, créant ainsi un contrôleur de bruit basé sur l’apprentissage automatique.
« Nous avons découvert que le bruit généré par l’apprentissage automatique présente un phénomène implicite de régularisation de l’énergie, induisant une synchronisation des économies d’énergie », rapporte Jingdong Zhang, premier auteur de l’étude.
Dans leurs travaux, les scientifiques démontrent que la fonction de perte dans le cadre de l’IA proposée, basée sur la stabilisation stochastique, intègre implicitement un terme de régularisation lié au coût énergétique pendant le processus contrôlé. Cette idée pourrait contribuer à des régulateurs plus efficaces dans des scénarios réels, tels que la gestion du réseau électrique.
Le professeur Wei Lin, directeur de l’IICS, souligne que ce cadre d’IA valide la synchronisation induite par le bruit non seulement à proximité du collecteur de synchronisation mais aussi loin de celui-ci, surpassant les protocoles de contrôle et les méthodes de couplage traditionnels.
Plus d’information:
Jingdong Zhang et al., Le bruit inventé par l’apprentissage automatique induit une synchronisation des économies d’énergie, Examen physique E (2024). DOI: 10.1103/PhysRevE.110.L012203