透過機器學習已經可以依照地鳴「聽音」預測模擬地震了!不過離投入實戰還有一段距離

地震等自然災害面前,人類總是顯得很渺小,希望可以提前獲知,做好撤離和其他準備工作。然而,雖然人類研究地震預測已超過千年,但始終無法準確預測。

近日,英國劍橋大學的研究人員宣佈,他們利用機器學習,在實驗室的模擬狀態下成功預測了地震。雖然還處在實驗室階段,但人工智慧為我們預測地震提供了另一個角度。

AI 可以聽懂地震的「語言」

研究人員們發現了一個地震的隱藏信號——一種特殊的聲音(地鳴)。這種聲音由地殼的斷層運動所發出,而地殼的斷層運動被認為是地震的主因,機器學習能夠找到這種運動發出聲音中的規律,評估斷層的壓力以及發生斷裂所需時間,最終進行精確預測。

研究人員使用了模擬實際地震的實驗室系統,他們在層間放置岩石混合物來模擬真實斷層,然後將採集到的地層運動所發出的聲音送入機器學習算法當中,最後利用機器學習技術來分析地震時的聲信號並研究它的模式。

透過機器學習已經可以依照地鳴「聽音」預測模擬地震了!不過離投入實戰還有一段距離

研究人員表示,機器學習演算法能夠識別聲音中的特定模式,這些聲音之前被認為只不過是噪音,而它們產生於地震發生的很久之前。他們表示,這種聲音模式的特點還可以用於估計地震之前剩餘的時間,因為這種聲音會隨著地震的接近越來越響。

劍橋大學 Colin Humphreys 表示,「這是機器學習第一次被用於分析聲學數據,以預測何時會發生地震,在地震真正發生的很久之前就做出預測,這樣就可以提供足夠的報警時間——機器學習的能力真的是不可思議的。」

準確預測地震還有很長的路

從某種程度上來講,地理學家很早就能對地震做出預測,然而他們的預測只能稱得上是估算,他們會根據以往的經歷觀測數據,對未來的地震進行週期性的預測,這種預測方式有時會有著很大的誤差。

為了提高地震預測的精度,科學家研究了大量地震前的徵兆:前震、電磁干擾、地下水文變化——甚至是不尋常的動物行為,不過這些嘗試似乎都不太奏效。

透過機器學習已經可以依照地鳴「聽音」預測模擬地震了!不過離投入實戰還有一段距離

而機器學習的加入,為提高地震預測的精確度帶來了可能。研究人員將「模擬地震」發生之前,之中、和之後測量的大量數據輸入到機器學習算法當中,然後,通過算法篩選數據,查找當人造地震發生時發出信號的可靠模式,從而提高地震的預測精度。

不過,目前這種方法還停留在實驗室階段,而真實地震要複雜得多:真實地震中的壓力,要比實驗中大好幾個數量級,岩石溫度不同也會造成聲波差異。

研究人員也表示,該方法是否有效,自然要看其在真實環境下預測地震的表現。所以,研究的下一個目標將會是,在儘可能接近實驗環境的條件下進行地震預測。不過,準確預測地震這項工作相當繁雜,未來還有很長的路要走。

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