Изкуствен интелект ще следи за вулканите от космоса и под земята

Обучили са изкуствен интелект да разпознава признаци за предстоящо изригване на вулкани  по космически снимки и сеизмологични данни.

Екип от немски и италиански учени в рамките на проекта MOUNTS е обучил конволюционна невронна мрежа да разпознава по космически снимки и данни от наземни датчици сеизмологична активност. Системата вече следи 18 вулкана на нашата планета. Резултатите от тeхните изследвания са публикувани в списание MDPI.

От 1500-те активни вулкана на нашата Земя всяка година изригват средно 85. Но заради сложността и разходите за обслужване на контролно-измервателните прибори във вулканична среда, по-малко от половината от тях са „добре контролируеми”. Вулканите, които са класифицирани като „спящи” или „загаснали” , обикновено въобще не се следят. Но именно те имат неприятното свойство да изригват най-неочаквано, както например това се случи с вулкана Чайтен в Чили, който се събуди след 8 000 години сън.

Изригването на вулкани често се предхожда от едва забележими изменения на сеизмическата активност, деформация на земната повърхност, изхвърляне на газове и повишаване на температурата. В същото време , така нареченото детектиране на подобни сигнали е силно ограничено, а в някои случаи въобще невъзможно. Всички по-горе споменати фактори могат да бъдат следени с помощта на спътници, използвайки различни дължини на електромагнитните вълни.

Трудностите тук са свързани преди всичко с огромния обем данни, който трябва бъде анализиран. По тази причина, именно в тази област е целесъобразно използването на изкуствен интелект с подходящо машинно обучение. Невронната мрежа, обучена на моделирани от компютър изображения и данни, от представляващи интерес за учените събития, е способна да разпознава тези събития на реални фотографии. По количеството обработена информация за единица време, тя е несравнима с възможностите на човешкия мозък.

Именно по тази причина изследователите са създали конволюционна невронна мрежа, която обучили на генерирани изображения от всевъзможни сигнали от различен тип. Такива били както изображения от деформациите на земната повърхност малко преди или по време на дадено вулканично събитие, така и във вид на данни от сеизмологичен мониторинг или данни за нивото на серен оксид във въздуха.

След обучението, учените проверили ефективността на изкуствения интелект, подавайки му реални данни от наблюдения на неотдавна изригнали вулкани. Например, изригването на Анак Кракатау изкуственият интелект успял да предскаже няколко месеца предварително.

Изследователите се надяват , че съвместното използване на изкуствен интелект и следенето на вулканите от космоса ще позволи своевременно да бъдат предупреждавани хората за опасността от изригвания. В момента системата следи 18 вулкана по цялата планета, включително мексиканския Попокатепетъл и Етна в Италия. ( всички следени вулкани може да видите тук).