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Enregistrement W7002220864

Multimodal Machine Learning for Climate Adaptation

2024· dissertation· en· W7002220864 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueDSpace@MIT (Massachusetts Institute of Technology) · 2024
Typedissertation
Langueen
DomaineArts and Humanities
ThématiqueAcademic Writing and Publishing
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTransformative learningExtreme weatherClimate changeFlood mythAdaptation (eye)ModalitiesClimate modelWeather prediction
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Climate change stands as one of the most urgent challenges of our generation, with devastating floods in Pakistan, heartbreaking earthquakes in Turkey, and unprecedented wildfires in Canada. For over a century, meteorology has traditionally relied on solving dynamical equations, but machine learning (ML) is now emerging as a transformative force. This thesis explores how to use machine learning and optimization methods to address issues surrounding climate change adaptation and sustainable development. The first part of the thesis focuses on developing multimodal machine learning frameworks for extreme weather forecasting. The multimodal ML approach integrates diverse sources and modalities of data, including text-based language, images, and tabular time series. The effectiveness of such an approach is showcased through two distinct case studies in extreme weather forecasting: in Chapter 2, a short-term hurricane forecast with a 12-hour lead time, and in Chapter 3, a long-term flood risk assessment model. Our contributions include the development of a generalizable multimodal ML framework to facilitate a wide range of prediction tasks in meteorology and beyond. Notably, our hurricane forecasting models demonstrate performance comparable to the National Hurricane Center’s top models for 24-hour intensity and track forecasts. ML-driven weather forecasting models offer two distinct advantages over traditional dynamical models: significant reductions in computational time, enabling real-time, location-specific predictions, and the ability to develop long-term risk models for proactive disaster mitigation rather than reactive responses. Therefore, in the second part of the thesis, we delve into two application domains to envision the transformative force in addressing climate change-induced challenges. In Chapter 4, we introduce an Adaptive Robust Optimization (ARO) framework for designing insurance policies, combining historical and anticipatory risks obtained by machine learning models. In Chapter 5, we develop a real-time machine learning framework for wind forecasting, aimed at adjusting factory production levels to minimize air pollution and its impact on surrounding urban areas. In partnership with OCP Group, the world’s largest phosphate producer, our algorithm is now fully integrated into operational systems and reduces hazardous emission impact by 33-47% annually.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,024
Tête enseignante GPT0,260
Écart entre enseignants0,237 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
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