Нейросети мониторят землетрясения

Исследователи из Токийского столичного университета применили методы машинного обучения для достижения точных оценок геомагнитных полей. И это позволяет выявлять их изменения перед землетрясениями и цунами. В смысле, предсказывать их.

Вот ваша парта, мадам Нейросеть

Модель глубокой нейронной сети (DNN) обучалась на уже существующих данных по геомагнитным полям. Результатом её развития стал эффективный метод оценки магнитных полей для раннего обнаружения стихийных бедствий. Благодаря этому мы сможем разрабатывать системы предупреждения, которые помогут уменьшить потери во время капризов планеты.

Б/У оповещение (бесполезный утиль)

Землетрясения и цунами не оставляют сомнений в том, что люди категорически нуждаются в эффективном средстве их предсказания. Они врываются в будни граждан, как танк в берёзки. Конечно, уже существуют системы предупреждения. Но зачастую они работают по принципу «а почему ты ещё не в убежище?». То есть оповещения звучат непосредственно перед приходом сейсмических волн. К тому же, случается так, что S-волна (или поперечная сейсмоволна) уже успела поиграться с хрустальным сервизом вашей бабули до первого «вооооу» городской сирены.

То есть устаревшие методы не дают местным жителям время для поиска укрытия.

Поля, они повсюду

Известно, что землетрясения и цунами сопровождаются изменениями в геомагнитном поле. Для землетрясений это пьезомагнитный эффект.

Высвобождение большого количества напряжения вдоль разлома вызывает локальные изменения в геомагнитном поле.

Для цунами это резкое и массивное движение моря, которое вызывает изменения атмосферного давления. Эти факторы влияют на ионосферу и шатают геомагнитное поле. Именно они могут быть обнаружены сетью точек наблюдения в разных местах.

Основным преимуществом такого подхода является скорость. Так как электромагнитные волны движутся со скоростью света, мы можем мгновенно обнаружить аномалию в геомагнитном поле.

Однако, как мы можем определить, является ли обнаруженное поле аномальным? Ведь геомагнитное поле в разных местах разное и колеблется по-разному. Но новый метод, как раз и основывается на понимании, что такое «нормальное» поле в определённом месте.

Быстрая, как катана. Умная, как японский школьник

Испытывать новую систему начали в окрестностях Японии и для этого создали сеть точек наблюдения. Затем японцы применили алгоритм машинного обучения — глубокую нейронную сеть (DNN). Это штука смоделирована по образу того, как нейроны связываются внутри человеческого мозга. Если обобщить и описать эту штуку по-геологически.

  • В алгоритм загружается огромный объем данных исторических измерений
  • Сеть создаёт сложный многоуровневый набор операций и быстро сопоставляет архивные данные с фактическими
  • Полмиллиона точек, установленных в 2015 году, создали сеть, которая с беспрецедентной точностью оценивает аномалии магнитного поля в точке наблюдения.

PS

Учитывая низкую вычислительную стоимость DNN, система может быть сопряжена с сетью детекторов высокой чувствительности для обнаружения землетрясений и цунами. И возможно, в скором времени на ГеоЛогике не будет постов с пометками «погибло ### человек».

https://t.me/geologika

Добавить комментарий