地震預測長期以來一直是一項艱鉅的挑戰,對於沒有做好準備的社區來說,後果可能是災難性的。然而,德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員利用人工智能 (AI) 算法在地震預測方面取得了重大進展。在中國進行的爲期七個月的試驗中,該算法在地震發生前一週準確預測了 70% 的地震。這一成就標誌着人工智能驅動的地震預測取得了突破,可能會徹底改變全球地震防備工作。
人工智能在地震預測方面的成功
在每週的預測中,德克薩斯大學研究人員開發的人工智能正確預測了其估計位置 200 英里半徑範圍內的 14 次地震,與預測的震級非常接近。雖然人工智能錯過了一次地震,但它確實發出了八次錯誤警告。這種人工智能驅動的預測系統在減輕地震的破壞性影響方面有着巨大的前景,衆所周知,地震很難預測。
機器學習助力地震預測
這種創新算法利用了機器學習,即計算機程序自主學習所提供的數據的過程。在這種情況下,人工智能配備了研究團隊對地震物理學的理解得出的統計特徵。隨後,它使用五年的地震記錄數據庫進行自我訓練。人工智能和機器學習的結合爲地震預測提供了一種新方法。
尋求通用的地震預測
雖然該算法的成功是向前邁出的重要一步,但它僅在中國進行了測試。研究人員現在打算利用德克薩斯州地震網絡計劃 (TexNet) 的數據來擴大其應用範圍,該計劃是一個由德克薩斯州 300 個監測站組成的系統。他們的最終目標是將他們的系統與非區域特定的基於物理的模型相結合,使地震預測適用於地震數據有限的地區。
專家評估地震防備工作
研究團隊成員、該大學經濟地質局教授謝爾蓋·福梅爾(Sergey Fomel)評論了地震預測的重要性,他表示:“預測地震是聖盃。”福梅爾承認,儘管全球預測目前還不可行,但他們取得的成就表明,這個看似不可能的問題在理論上是可以解決的。
TexNet 負責人亞歷山德羅斯·薩瓦迪斯強調了預警系統的重要性。他指出:“地震來襲時你無法預知”,強調在防備工作中,每一刻都至關重要。薩瓦迪斯認爲,憑藉 70% 的預測率,這項技術可以顯著減少經濟和人員損失,從而有可能提高全球的防震能力。
結合物理學和數據驅動方法
研究人員希望將物理學和數據驅動的方法結合起來,創建一個可以在全球範圍內應用的通用地震預測系統。這種綜合方法旨在結合人工智能和基於物理的模型的優勢,類似於 ChatGPT 等系統的多功能性,可以適用於不同的地區和場景。
2022 年,以色列啓動了地震預警系統,即 TRUAA。然而,TRUAA 只能在地震已經開始後才向民衆發出警報,因此預警時間有限。以色列面臨着巨大的地震風險,因爲它位於非洲和阿拉伯板塊的交匯處,因此容易受到地震活動的影響。
以色列地質調查局局長 Zohar Gvirtzman 教授解釋說,如果地震起源於耶利哥/死海地區,他們的系統可以在幾秒鐘內發出至關重要的警告。雖然這種預警系統提供了一些保護,但專家們早就警告說,以色列早晚會遭遇大地震,並強調這不是是否會發生的問題,而是何時發生的問題。
德克薩斯大學的人工智能地震預測系統代表着在解決地震預測這一長期挑戰方面邁出了重要一步。雖然該系統目前在中國進行測試,但其潛在應用以及與基於物理的模型的集成爲全球地震防備帶來了希望。在一個地震不斷威脅社區的世界裏,人工智能和機器學習的結合可以在拯救生命和減少損失方面發揮關鍵作用。
