人工智能驅(qū)動(dòng)的地震預(yù)報(bào)在測(cè)試中展現(xiàn)前景
一項(xiàng)借助人工智能預(yù)測(cè)地震的新嘗試燃起人們的希望,這項(xiàng)技術(shù)有朝一日可以用來(lái)限制地震對(duì)生活和經(jīng)濟(jì)的破壞影響。該人工智能算法由得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校(UT)的研究人員開(kāi)發(fā),在中國(guó)進(jìn)行的為期七個(gè)月的試驗(yàn)中,算法在地震發(fā)生前一周正確預(yù)測(cè)了70%的地震。
研究人員正致力于用人工智能預(yù)測(cè)地震。人工智能經(jīng)過(guò)訓(xùn)練,可以快速檢測(cè)與以往地震配對(duì)的實(shí)時(shí)地震數(shù)據(jù)中的波動(dòng)統(tǒng)計(jì)。結(jié)果是,人工智能在預(yù)測(cè)中,成功地預(yù)測(cè)了14次地震,距離地震發(fā)生地點(diǎn)約320公里,強(qiáng)度幾乎與計(jì)算的強(qiáng)度完全相同。不過(guò)它也錯(cuò)過(guò)了一次地震,并發(fā)出了八次錯(cuò)誤警報(bào)。
目前還不知道同樣的方法是否會(huì)在其他地方奏效,但這項(xiàng)工作可以算是人工智能驅(qū)動(dòng)地震預(yù)報(bào)研究的一個(gè)里程碑。
“預(yù)測(cè)地震是圣杯。”猶他州經(jīng)濟(jì)地質(zhì)局(該局是杰克遜地球科學(xué)學(xué)院的一個(gè)研究單位)教授、研究小組成員Sergey Fomel說(shuō),“我們沒(méi)有對(duì)世界上其他地方做出預(yù)測(cè),但取得的成就告訴我們,以往認(rèn)為不可能解決的問(wèn)題原則上是可以解決的。”
該試驗(yàn)是在中國(guó)舉行的一場(chǎng)國(guó)際比賽的一部分,在這場(chǎng)比賽中,UT開(kāi)發(fā)的人工智能在600種其他設(shè)計(jì)中排名第一。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)表在《美國(guó)地震學(xué)會(huì)公報(bào)》上。
“你看不到地震的到來(lái),”高級(jí)研究科學(xué)家Alexandros Savvaidis說(shuō),他領(lǐng)導(dǎo)著該局的得克薩斯地震網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目(TexNet)。“這只是幾毫秒的問(wèn)題,你唯一能控制的就是你的準(zhǔn)備程度。即使能達(dá)到70%,這也是一個(gè)巨大的成果,可以幫助最大限度地減少經(jīng)濟(jì)和人員損失,并有可能大幅提高全球的地震防備水平。”
研究人員表示,他們的方法通過(guò)遵循相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)器學(xué)習(xí)方法取得了成功。人工智能根據(jù)團(tuán)隊(duì)的地震物理知識(shí)獲得了一組統(tǒng)計(jì)特征,然后被告知在一個(gè)為期五年的地震記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行訓(xùn)練。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后,人工智能通過(guò)在地球”隆隆背景聲”中傾聽(tīng)即將到來(lái)的地震跡象來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
猶他州經(jīng)濟(jì)地質(zhì)局局長(zhǎng)Scott Tinker表示: “我們?yōu)檫@支隊(duì)伍及其在這場(chǎng)久負(fù)盛名的比賽中獲得的第一名感到驕傲。”“當(dāng)然,重要的不僅僅是(地震)位置和震級(jí),還有時(shí)間。地震預(yù)測(cè)是一個(gè)棘手的問(wèn)題。”
研究人員相信,在美國(guó)加利福尼亞和得克薩斯、意大利、日本、希臘、土耳其等擁有強(qiáng)大地震跟蹤網(wǎng)絡(luò)的地方,人工智能可以提高成功率,并將預(yù)測(cè)范圍縮小到百公里以內(nèi)。下一步是在得克薩斯州測(cè)試人工智能,因?yàn)樵撝萁?jīng)歷了頻率很高的輕度和中度地震。該局的TexNet擁有300個(gè)地震臺(tái)站和六年多的連續(xù)記錄,這使其成為驗(yàn)證該方法的理想地點(diǎn)。
最終,研究人員希望將該系統(tǒng)與基于物理的模型相結(jié)合,這在數(shù)據(jù)較差的地方可能更重要。這項(xiàng)研究得到了TexNet、得克薩斯州計(jì)算地震學(xué)聯(lián)合會(huì)和浙江大學(xué)的支持。