AI気球が天気予報を変革、精度で世界一に

米スタートアップWindBorne Systems社が、自律航行する気象気球と独自のAIモデル「WeatherMesh」を組み合わせ、世界で最も正確な天気予報システムを開発しました。従来手法では観測が困難だった広大な海洋上のデータを気球で収集し、AIで解析。これにより、ハリケーンの進路予測などで既存の主要モデルを上回る精度を達成し、防災や再生可能エネルギー、農業分野などでの活用が期待されています。

従来の天気予報は、観測データが乏しい海洋や砂漠などの「観測空白域」が存在することが大きな課題でした。特に、多くのハリケーンが発達する海洋上では、有人飛行機による観測は危険とコストを伴うためデータが不足しがちです。このデータ不足が、2024年のハリケーン「ミルトン」のような壊滅的な被害をもたらす異常気象の予測を困難にしていました。

この課題を解決するのが、同社が開発した長時間滞空型の気象気球です。従来の気球が数時間で破裂するのに対し、この気球は50日以上も上空に留まることが可能です。風を読んで高度を自律的に調整し、狙ったエリアのデータを収集します。実際にハリケーン「ミルトン」発生時には、安全な場所から放たれた気球がハリケーンの心臓部に到達し、貴重なデータを取得することに成功しました。

気球が収集した膨大なデータは、同社独自のAI予報モデル「WeatherMesh」に入力されます。このモデルはChatGPTなどにも使われるTransformer技術を基盤とし、競合であるGoogleのGraphCastやHuaweiのPangu-Weatherを上回る予測精度を記録しています。物理ベースの従来モデルと比較しても最大30%精度が高く、それでいて安価なGPUで高速に運用できる効率性も両立しています。

気球によるデータ収集とAIによる予測は、互いに連携する「エンドツーエンド」のシステムを形成しています。AIが予測精度向上に必要なデータ領域を特定し、気球群をその場所へ誘導。気球が収集した最新データが、さらにAIの予測精度を高めるという好循環を生み出します。同社はこの仕組みを「惑星の神経系」と呼び、地球全体の気象をリアルタイムで把握することを目指しています。

WindBorne社は将来的に、常時1万個の気球を飛行させ、地球全体をほぼ継続的に観測する体制を2028年までに構築する計画です。気候変動により異常気象が深刻化する中、高精度な気象予測は、社会のレジリエンスを高める上で不可欠なインフラとなるでしょう。AIとハードウェアを融合させたこのアプローチは、気象予測の新たなスタンダードになる可能性を秘めています。