یک سونامی ویرانگر در سال 2011 شمال شرقی ژاپن را درنورد و حدود 18500 نفر را کشت. از آن زمان، دولت ژاپن تلاش زیادی برای جلوگیری از چنین حوادثی انجام داده است. محققان آزمایشگاه علمی RIKEN با استفاده از فناوری یادگیری ماشین، سیستمی را توسعه داده اند که می تواند اثرات سونامی را با دقت بالا در کمتر از یک ثانیه پیش بینی کند.
محقق اصلی پروژه جدید آزمایشگاه RIKEN می گوید که مزیت اصلی این روش سرعت پیش بینی است. زیرا سرعت در اطلاع رسانی و استفاده از سیستم های هشدار اولیه بسیار مهم است: «مدل سازی متعارف سونامی بعد از 30 دقیقه نتیجه می دهد که خیلی دیر است. مدل ما می‌تواند در چند ثانیه پیش‌بینی کند.»
به گزارش Interesting Engineering، ژاپن برای دستیابی به سیستم پیش بینی سونامی با سرعت بالا از شبکه بزرگی از حسگرها استفاده کرده است که به طور مداوم حرکات کف اقیانوس ها را رصد می کند. حدود 150 ایستگاه فراساحلی با همکاری یکدیگر شبکه مذکور را تشکیل داده و منجر به ایجاد سامانه هشدار زودهنگام سونامی می شود.
داده های ثبت شده توسط حسگرها توسط سیستم های خاصی به سونامی تبدیل می شود. در این سامانه ها ارتفاع و بزرگی سونامی در طول خط ساحلی پیش بینی می شود. این فرآیند معمولاً نیازمند حل چندین معادله غیرخطی پیچیده است که در رایانه‌های استاندارد 30 دقیقه طول می‌کشد. روند طولانی محاسبه باعث می شود افراد زمان کافی برای تخلیه نداشته باشند. به همین دلیل است که مدل هوش مصنوعی RIKEN برای نجات جان مردم بسیار مهم است. به لطف این سیستم، افراد حداقل نیم ساعت زمان بیشتری برای محافظت از خود دارند.
محققان آزمایشگاه علمی RIKEN می گویند سیستم یادگیری ماشین خود را با استفاده از بیش از 3000 سونامی تولید شده توسط کامپیوتر آموزش داده اند. آنها همچنین سیستم را در 480 سناریو مختلف با استفاده از داده های سه سونامی واقعی آزمایش کردند.
محققان می گویند که سیستم RIKEN AI نتایج قابل مقایسه ای را با تنها یک درصد از توان محاسباتی مورد نیاز روش های مرسوم ارائه می دهد. آنها استدلال می کنند که RIKEN برای تمام بلایای طبیعی که زمان در آنها اهمیت دارد، قابل استفاده است. محققان در حال کار بر روی یک سیستم پیش بینی طوفان هستند.
در سال 2021، آزمایشگاه RIKEN با شرکت فوجیتسو برای طراحی یک سیستم هوش مصنوعی که قادر به پیش‌بینی بلادرنگ سیل ناشی از سونامی است، همکاری کرد. در آن زمان، فوگاکو، سریع ترین ابررایانه جهان، برای ساخت یک سیستم پیش بینی سیل مورد استفاده قرار گرفت.
مدل پیش‌بینی سیل توسط قدرت پردازش خیره‌کننده ابررایانه فوگاکو آموزش داده شد، اما نتیجه عملکرد سیستمی بود که در رایانه‌های معمولی استفاده می‌شد. سیستم مورد بحث با استفاده از قدرت کامپیوترهای استاندارد، وقوع سیل را در عرض چند ثانیه پیش بینی کرد.
در اواخر سال 2021، محققان سیستم جدیدی را توسعه دادند که سونامی را با استفاده از میدان های مغناطیسی تشخیص می دهد. سونامی هنگام حرکت در آب اقیانوس، میدان مغناطیسی ایجاد می کند. این میدان های مغناطیسی را می توان دقایقی قبل از رسیدن به سطح دریا تشخیص داد.
دو سیستم مورد بحث در نوع خود بسیار تحسین برانگیز هستند اما نمی توان آنها را برابر با سیستم جدید RIKEN دانست. سیستم هوش مصنوعی RIKEN در حال حاضر برای سونامی های بیش از 1.5 متر در ارتفاع استفاده می شود. محققان در تلاشند تا این سیستم را برای سونامی های کوچکتر نیز بهینه کنند.