تحقیقات جدید آزمایشگاه علمی RIKEN از روش یادگیری ماشین برای پیشبینی دقیق اثرات سونامی در کمتر از یک ثانیه استفاده کرده است.
به گزارش تک ناک، در سال 2011، شمال شرق ژاپن توسط یک سونامی ویرانگر ضربه خورد که جان حدود 18500 نفر را گرفت. از آن زمان، محققان بر جلوگیری از یک نتیجه مشابه در آینده متمرکز شده اند.
ایان مولیا، سرپرست این کار و دانشمند RIKEN، توضیح داد: مزیت اصلی روش ما سرعت پیشبینی است که برای هشدار اولیه بسیار مهم است.
او ادامه داد: مدلسازی متعارف سونامی پس از 30 دقیقه پیشبینی میکند که خیلی دیر است. اما مدل ما میتواند در عرض چند ثانیه پیشبینی کند.
150 ایستگاه ساحلی
برای دستیابی به این هدف، ساحل اکنون دارای بزرگترین شبکه حسگرهای جهان برای نظارت بر حرکت کف اقیانوس است. حدود 150 ایستگاه فراساحلی این شبکه را تشکیل می دهند و با هم همکاری می کنند تا هشدارهای اولیه سونامی را ارائه دهند.
با این حال، برای عملکرد مؤثر، داده های تولید شده توسط حسگرها باید به ارتفاع و گستره سونامی ها در امتداد خط ساحلی تبدیل شوند.
این معمولاً مستلزم حل معادلات غیرخطی دشوار است که می تواند در یک کامپیوتر استاندارد حدود 30 دقیقه طول بکشد. ناگفته نماند که این به مردم زمان کافی برای تخلیه نمی دهد.
به همین دلیل است که مدل هوش مصنوعی RIKEN برای نجات زندگی بسیار مهم است. این به مردم اجازه می دهد تا حداقل نیم ساعت زودتر از جایی که سونامی رخ می دهد اقدامات لازم را شروع کنند.
تیم RIKEN سیستم یادگیری ماشینی خود را با استفاده از بیش از 3000 رویداد سونامی کامپیوتری به روز رسانی کرده و آن را با 480 سناریو سونامی دیگر و سه سونامی واقعی آزمایش کرده است.
دقیق برای هر فاجعه حساس به زمان
آنها دریافتند که مدل مبتنی بر یادگیری ماشینی جدید آنها می تواند دقت قابل مقایسه ای (تنها با 1 درصد اختلاف) نسبت به روش های محاسباتی قدیمی ارائه دهد. اکنون، آنها ادعا می کنند که مدل آنها می تواند برای هر بلای طبیعی حساس به زمان کار کند.
مولیا افزود: شما می توانید این روش را برای هر نوع پیش بینی فاجعه ای که محدودیت زمانی بسیار بالایی دارد، اعمال کنید.
من اکنون در حال کار بر روی یک پیشبینی افزایش طوفان هستم، همچنین با استفاده از یادگیری ماشینی.
RIKEN در فوریه سال 2021، با همکاری فوجیتسو، یک ابزار هوش مصنوعی پیشبینیکننده قدرتمند ایجاد کرد که امکان پیشبینی بیدرنگ سیل ناشی از سونامی را فراهم کرد. سخت افزار مورد استفاده برای توسعه ابزار جدید پیش بینی سونامی فوگاکو، سریع ترین ابررایانه جهان بود.
اگرچه این مدل برای آموزش به قدرت محاسباتی عظیم فوگاکو نیاز داشت، اما به گونهای طراحی شده بود که روی رایانههای شخصی معمولی بارگذاری شود تا بتواند در چند ثانیه پیشبینیها را انجام دهد.
در دسامبر 2021، محققان روش جدیدی را برای تشخیص سونامی ابداع کردند. در این روش از میدانهای مغناطیسی که هنگام حرکت در آب رسانای اقیانوس ایجاد می شود برای تشخیص سونامی استفاده می کنند. این میدانهای مغناطیسی را میتوان چند دقیقه قبل از بالا آمدن سطح دریا شناسایی کرد که چند لحظه بالقوه نجاتدهنده برای افزایش زمان پاسخگویی به همراه دارد.
هر دو اختراع چشمگیر هستند، اما به سادگی نمی توانند با آخرین پیشرفت RIKEN رقابت کنند. با این حال، در حال حاضر، این روش تنها برای سونامی های بزرگی که ارتفاع آنها از حدود 1.5 متر بالاتر است، دقیق است. مولیا و تیمش اکنون در حال تلاش برای بهبود دقت آن برای سونامی های کوچکتر هستند.
