פריצת דרך: מערכת AI חדשה משיגה דיוק שיא בחיזוי רעידות אדמה וצונאמי

תושבי הדרום התעוררו היום(חמישי) לפנות בוקר מהתרעות של פיקוד העורף על רעידת אדמה בעוצמה של 4.5. בפיקוד העורף הודיעו כי בשל תנודות ראשוניות שהעידו על אפשרות לרעידה חזקה יותר, החליטו מתוך זהירות להפעיל את ההתרעה.

חיזוי מדויק של רעידות אדמה ושל ההשלכות שלהן נותר אחד האתגרים הגדולים ביותר במדע. שנים רבות התמודדו חוקרים עם בעיה בסיסית: מודלים קודמים של AI לחיזוי רעידות אדמה פעלו כ"קופסאות שחורות" והתעלמו מחוקי הפיזיקה הידועים. עכשיו, מערכת חדשה בשם POSEIDON מצליחה לשלב בין השניים - ומשיגה תוצאות חסרות תקדים.

המערכת פותחה על ידי צוות חוקרים בינלאומי מאוניברסיטת הונג קונג למדע וטכנולוגיה ומאוניברסיטת הטכנולוגיה בסידני, בהובלת בוריס קריוק ופדור קריוק, ונחשפה מוקדם יותר החודש. בשונה ממודלים קודמים, POSEIDON בנויה מלכתחילה להכיר בחוקים הסיסמולוגיים המוכרים - כמו יחס העוצמה-תדירות של גוטנברג-ריכטר וחוק הדעיכה של רעידות משנה.

לצד המודל, החוקרים פרסמו גם את מאגר המידע הגדול ביותר מסוגו: 2.8 מיליון אירועים סיסמיים שתועדו לאורך שלושה עשורים, שזמין כעת בחינם לחוקרים ברחבי העולם.

שלושה אתגרים במערכת אחת

אחד החידושים המרכזיים הוא היכולת להתמודד בו-זמנית עם שלושה סוגי חיזוי שונים: זיהוי רצפי רעידות משנה, הערכת סכנת צונאמי, וזיהוי רעידות מקדימות שעשויות לאותת על רעידה גדולה בדרך. בעבר, כל אחד מאתגרים אלה דרש מערכת נפרדת.

התוצאות מרשימות במיוחד בזיהוי סכנות צונאמי - משימה קשה במיוחד כי אירועים כאלה נדירים. למרות שצונאמי מהווים רק 1.14 אחוז מהמקרים במאגר, המערכת הגיעה לציון דיוק של 0.971 מתוך 1, ועלתה בביצועיה על כל השיטות האלטרנטיביות שנבדקו.

"הוכחנו ששמירה על חוקי הפיזיקה לא פוגעת בדיוק - היא משפרת אותו", הסביר בוריס קריוק מאוניברסיטת הונג קונג למדע וטכנולוגיה. "POSEIDON משיג ביצועים חדישים בכל משימות החיזוי תוך כדי הפקת פרמטרים הניתנים לפרשנות מדעית שנופלים בטווחים סיסמולוגיים מבוססים".

מבחן נוסף להצלחה: הערכים שלמדה המערכת באופן אוטומטי תואמים בדיוק למה שחוקרי רעידות אדמה מכירים מעשרות שנות מחקר. כלומר, המערכת לא רק מצליחה לחזות טוב - היא גם "מבינה" את הפיזיקה בצורה נכונה.

פדור קריוק מאוניברסיטת הטכנולוגיה בסידני הדגיש את המשמעות המעשית: "על ידי השגת הן הדיוק הנדרש על ידי מערכות אזהרה מוקדמת תפעוליות והן השקיפות הנדרשת לאמון מדעי, אנחנו מגשרים על הפער בין למידת מכונה טהורה וגישות מבוססות פיזיקה ביישומים גיאופיזיקליים בעלי סיכון גבוה".

מאגר המידע החדש מכיל אירועים מכל רחבי העולם בטווח רחב של עוצמות - מרעידות קלות מאוד ועד לרעידות קטסטרופליות בעוצמה של 9.1. כל האירועים מגיעים עם נתונים מעובדים מראש ומדדי איכות, מה שאמור להקל על חוקרים נוספים במחקריהם.

הצוות כבר מתכנן את השלב הבא: שילוב של מדידות סיסמיות בזמן אמת, יצירת תחזיות רציפות, ושילוב של מודלים שבוחנים כיצד לחצים בקרום כדור הארץ עוברים ממקום למקום. החוקרים מעריכים שהמאגר הפתוח יאיץ משמעותית את המחקר המדעי בתחום ברחבי העולם.