Ученым удалось разработать инструмент с искусственным интеллектом, который способен заблаговременно, до пяти минут, предупредить о возникновении так называемых "волн-убийц".
Волны-убийцы - это огромные волны, значительно превышающие обычные морские волны. Они могут появляться внезапно и обрушиваться с разрушительной силой. Эти непредсказуемые гиганты унесли жизни многих моряков и по сей день представляют серьезную угрозу для судов и морских сооружений.
Новая методика, разработанная исследователями из Университета штата Мэриленд, использует искусственный интеллект для прогнозирования таких волн.
Обучение на массиве данных
Волны-убийцы на протяжении столетий были кошмаром для моряков, поэтому их также называют экстремальными штормовыми волнами. Эти волны достаточно мощны, чтобы опрокинуть или даже сломать корабль. Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) определяет волны-убийцы как "волны, высота которых более чем в два раза превышает высоту окружающих волн". Такие волны чаще всего возникают в открытом океане.
Исследователи обучили нейронную сеть на огромном объеме данных, собранных с помощью плавучих устройств (буев), расположенных у побережья. В частности, набор данных включал 14 миллионов показателей, каждый продолжительностью 30 минут, фиксирующих высоту волн с 172 буев, разбросанных у берегов США и тихоокеанских островов.
Сеть обучалась "отличать морские волны, за которыми последуют волны-убийцы, от тех, за которыми их не будет". Таким образом, нейронная сеть научилась распознавать паттерны, предшествующие появлению волн-убийц.
Для оценки возможностей инструмента исследователи использовали другой набор из 40 000 измерений высоты морской поверхности с тех же самых буев.
Результаты оказались впечатляющими. "Исследователи обнаружили, что их инструмент способен правильно предсказать появление 75% волн-убийц за минуту до их возникновения и 73% - за пять минут", - говорится в пресс-релизе.
Также исследователи протестировали инструмент на двух совершенно новых буях, которые не были включены в обучающие данные. Искусственный интеллект все равно смог предсказать появление волн-убийц с высокой точностью. Это говорит о том, что инструмент сможет предсказывать их даже в совершенно новых районах океана.
Почему это важно?
Такой инструмент дает морякам жизненно важное время. Зная о приближающейся угрозе экипаж судна может предпринять маневры уклонения, чтобы минимизировать ущерб и спасти жизни.
"Авторы предполагают, что этот инструмент может использоваться для выдачи предварительных предупреждений кораблям и морским платформам, чтобы позволить тем, кто на них работает, укрыться, выполнить аварийное отключение или маневрировать для минимизации воздействия приближающихся волн-убийц", - говорится в пресс-релизе.
В дальнейшем группа исследователей планирует еще больше улучшить свои инструменты. Добавление таких данных, как глубина воды, скорость ветра и местоположение волны, может значительно повысить точность и время предупреждения. Дальнейшее совершенствование модели может даже позволить предсказать высоту и точное время появления волн-убийц.
Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
