Dự đoán động đất từ ​​lâu vẫn là một thách thức ghê gớm, với những hậu quả thảm khốc đối với các cộng đồng không được chuẩn bị. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas ở Austin đã có những bước tiến đáng kể trong việc dự báo động đất bằng thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI). Trong cuộc thử nghiệm kéo dài 7 tháng ở Trung Quốc, thuật toán đã dự đoán chính xác 70% số trận động đất một tuần trước khi chúng xảy ra. Thành tựu này đánh dấu bước đột phá trong dự báo động đất dựa trên AI, có khả năng cách mạng hóa công tác chuẩn bị cho động đất toàn cầu.

Thành công của AI trong dự đoán động đất

Trong dự báo hàng tuần của họ, AI do các nhà nghiên cứu của Đại học Texas phát triển đã dự đoán chính xác 14 trận động đất trong bán kính 200 dặm tính từ vị trí ước tính của chúng, rất khớp với cường độ dự kiến ​​của chúng. Mặc dù AI bỏ lỡ một trận động đất nhưng nó đã đưa ra 8 cảnh báo sai. Hệ thống dự đoán do AI điều khiển này hứa hẹn sẽ giảm thiểu tác động tàn khốc của động đất, vốn là thách thức lớn để dự đoán.

Máy học có khả năng dự báo động đất

Thuật toán cải tiến thúc đẩy học máy, một quá trình trong đó chương trình máy tính tự động học từ dữ liệu được cung cấp. Trong trường hợp này, AI được trang bị các tính năng thống kê bắt nguồn từ sự hiểu biết của nhóm nghiên cứu về vật lý động đất. Sau đó, nó tự đào tạo bằng cách sử dụng cơ sở dữ liệu ghi lại địa chấn trong 5 năm. Sự kết hợp giữa AI và học máy này mang đến một cách tiếp cận mới để dự đoán động đất.

Nhiệm vụ dự đoán động đất toàn cầu

Mặc dù thành công của thuật toán là một bước tiến đáng kể nhưng nó mới chỉ được thử nghiệm ở Trung Quốc. Các nhà nghiên cứu hiện đặt mục tiêu mở rộng ứng dụng của nó bằng cách sử dụng dữ liệu từ Chương trình Mạng lưới địa chấn Texas (TexNet), một hệ thống gồm 300 trạm giám sát ở Texas. Mục tiêu cuối cùng của họ là tích hợp hệ thống của họ với các mô hình dựa trên vật lý không dành riêng cho khu vực, giúp dự đoán động đất có thể áp dụng được ở những khu vực có dữ liệu địa chấn hạn chế.

Các chuyên gia cân nhắc về việc chuẩn bị cho trận động đất

Sergey Fomel, thành viên của nhóm nghiên cứu và là giáo sư tại Cục Địa chất Kinh tế của trường đại học, đã nhận xét về tầm quan trọng của việc dự đoán động đất: “Dự đoán động đất là chén thánh”. Fomel thừa nhận rằng mặc dù các dự đoán toàn cầu vẫn chưa khả thi nhưng những thành tựu của họ cho thấy vấn đề dường như không thể giải quyết được về mặt lý thuyết.

Alexandros Savvaidis, người đứng đầu TexNet, nhấn mạnh tầm quan trọng của hệ thống cảnh báo sớm. “Bạn không thấy động đất sắp xảy ra,” ông lưu ý và nhấn mạnh rằng mọi khoảnh khắc đều có tính chuẩn bị. Với tỷ lệ dự đoán 70%, Savvaidis tin rằng công nghệ này có thể giảm đáng kể thiệt hại về kinh tế và con người, có khả năng tăng cường khả năng chuẩn bị cho động đất trên toàn thế giới.

Kết hợp vật lý và phương pháp dựa trên dữ liệu

Các nhà nghiên cứu mong muốn hợp nhất các phương pháp vật lý và dựa trên dữ liệu để tạo ra một hệ thống dự đoán động đất tổng quát có thể áp dụng trên toàn cầu. Cách tiếp cận tích hợp này nhằm mục đích kết hợp các điểm mạnh của AI và các mô hình dựa trên vật lý, giống như tính linh hoạt của các hệ thống như ChatGPT, có thể được điều chỉnh để sử dụng ở các khu vực và tình huống khác nhau.

Năm 2022, Israel triển khai hệ thống cảnh báo sớm động đất, được gọi là TRUAA. Tuy nhiên, TRUAA chỉ có thể cảnh báo người dân khi trận động đất đã bắt đầu, do đó có thời gian thực hiện hạn chế. Israel phải đối mặt với nguy cơ động đất đáng kể do nằm ở nơi hội tụ của các mảng kiến ​​tạo châu Phi và Ả Rập, khiến nước này dễ bị ảnh hưởng bởi các hoạt động địa chấn.

Giáo sư Zohar Gvirtzman, giám đốc Cơ quan Khảo sát Địa chất Israel, giải thích rằng hệ thống của họ có thể cung cấp những giây phút cảnh báo quan trọng trong trường hợp xảy ra trận động đất bắt nguồn từ khu vực Jericho/Biển Chết. Mặc dù hệ thống cảnh báo sớm này mang lại một số biện pháp bảo vệ, nhưng các chuyên gia từ lâu đã cảnh báo rằng Israel sắp xảy ra một trận động đất lớn, đồng thời nhấn mạnh rằng vấn đề không phải là nếu mà là khi nào.

Hệ thống dự đoán động đất do AI điều khiển của Đại học Texas thể hiện một bước tiến đáng kể trong việc giải quyết thách thức lâu dài trong việc dự báo các sự kiện địa chấn. Mặc dù nó hiện đang được thử nghiệm ở Trung Quốc, nhưng các ứng dụng tiềm năng và sự tích hợp của nó với các mô hình dựa trên vật lý hứa hẹn sẽ giúp chuẩn bị cho trận động đất toàn cầu. Trong một thế giới nơi động đất là mối đe dọa thường xuyên đối với cộng đồng, sự kết hợp giữa AI và học máy có thể đóng vai trò then chốt trong việc cứu sống và giảm thiểu thiệt hại.