Быстрая и точная оценка магнитного поля Земли способна предупредить о стихийном бедствии | Gearmix
17.10.2018 14:27

Быстрая и точная оценка магнитного поля Земли способна предупредить о стихийном бедствии

Источник перевод для gearmix ()

Исследователи в Токийском столичном университете применили методы машинного обучения для быстрой и точной оценки локального магнитного поля Земли на основе данных измерений, полученных во многих точках, что в принципе позволяет обнаружить изменения, вызванные землетрясениями и цунами. Модель на основе глубокой нейронной сети была разработана и обучена на имеющихся данных, и в результате был получен быстрый и эффективный способ оценки магнитного поля для беспрецедентно раннего обнаружения стихийных бедствий. Это важно для создания систем предупреждения, способных сократить число жертв и снизить ущерб.

Разрушения, причиняемые землетрясениями и цунами, не оставляют сомнений в огромной важности умения их предсказывать. Конечно же, существуют системы предупреждения о скором приходе сейсмических волн, но всё же часто бывает так, что S-волна (поперечная волна) приходит раньше предупреждения. Требуются способы более раннего и точного обнаружения землетрясений, чтобы дать жителям время на поиск безопасного убежища и снизить потери.

Известно, что землетрясения и цунами сопровождаются локальными изменениями геомагнитного поля. При землетрясениях в первую очередь возникает пьезомагнитный эффект, когда высвобождение большого объёма накопленных напряжений вызывает локальные изменения магнитного поля; для цунами — это внезапное, обширное движение океана, которое приводит к изменению атмосферного давления. Это в свою очередь затрагивает ионосферу, в результате меняя геомагнитное поле. Оба эффекта можно обнаружить сетью наблюдательных станций. Главное достоинство такого подхода — быстрота, ведь электромагнитные волны распространяются со скоростью света, и изменение магнитного поля мгновенно сообщит о землетрясении.

Однако, как можно определить, является ли обнаруженное изменение поля аномальным? Геомагнитное поле подвержено флуктуациям, и этот способ предполагает знание того, какое поле является «нормальным» в данной местности.

Сотрудники в Токийского столичного университета Юта Катори и Кан Окубо задались целью разработать метод, основанный на проведении множества измерений по всей Японии и получении на их основе оценки магнитного поля в требуемых точках. Они применили новейший алгоритм машинного обучения, известный как «глубокая нейронная сеть», имитирующая соединения нейронов в мозге. Снабдив алгоритм большим объёмом данных предыдущих измерений, в результате его работы они получили предсказания значений магнитного поля в полумиллионе точек, которые совпали с фактическими измерениями, выполненными в 2015 году. Таким образом была получена нейронная сеть, способная с большой точностью оценивать магнитное поле в заданных точках.

Так как вычислительные потребности нейронных сетей относительно невелики, эту систему можно в перспективе объединить с сетью высокочувствительных датчиков, обеспечивая фактически мгновенное обнаружение землетрясений и цунами —  и создать эффективную систему предупреждения, снижающую ущерб и спасающую жизни людей.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *