ИИ поможет ученым Стенфорда изучить природу землетрясений

Новую технологию распознавания малых землетрясений с помощью искусственного интеллекта (ИИ) разработали ученые из школы Stanford Earth, 21 октября сообщает пресс-служба Стэнфордского университета.

Группа ученых во главе с Мостафой Мосави опубликовала статью в журнале Nature, описывающую новую модель выявления малых землетрясений из сейсмических данных, которую они назвали «трансформатор землетрясений».

Компьютеры обрабатывают сейсмические данные с конца 1980-х годов и они успешно предсказывают крупные землетрясения. Однако небольшие землетрясения до недавнего времени не могли быть выявлены с помощью компьютеров.

Предлагаемая стэнфордскими учеными модель позволяет выявить малые землетрясения, случившиеся в прошлом. Эти знания помогут ученым лучше понять структуру земной коры, обнаруживать разломы и лучше предсказывать землетрясения.

«Чем больше информации мы сможем получить о глубокой трехмерной структуре разломов благодаря улучшенному мониторингу небольших землетрясений, тем лучше мы сможем предвидеть землетрясения, которые таятся в будущем», — заявил один из авторов статьи Грегори Бероза.

Изучая ежедневные сейсмограммы в Мемфисе, Мосави думал, как можно приспособить ИИ для устранения шума из сейсмических данных. Сейсмические и звуковые волны не так уж и отличаются — одни движутся сквозь породу и жидкость, другие — через воздух. Ученые пришли к идее адаптировать алгоритмы обработки звука, которые успешно используют технологии ИИ.

Ученые использовали выпущенную в 2019 году модель CRED, основанную на алгоритмах голосового запуска систем виртуальных помощников.

Заместитель директора Центра землетрясений Южной Калифорнии Грегори Бероза и аспирант Вэйцян Чжу добавили к «трансформатору землетрясений» модель 2018 года PhaseNet, использующую алгоритмы обработки медицинских изображений.

Ученые обучили «трансформатор землетрясений» с помощью одного миллиона размеченных вручную сейсмограмм. После этого они проверили работу модели на сейсмических данных из Японии, которые не использовались для обучения. Модель обнаружила 21 092 события — более чем в два с половиной раза больше выделенных вручную землетрясений.

«Трансформатор землетрясений» позволит извлечь больше информации из каталога землетрясений и позволит аналитикам сосредоточиться на изучении характера землетрясений, считает Бероза.