L'IA débloque la prévision des vagues scélérates de l'océan à partir de données historiques

par Santiago Fernández
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AI rogue wave prediction

Dans une étude pionnière, des chercheurs ont exploité l’intelligence artificielle pour examiner plus d’un milliard de vagues océaniques historiques, s’étalant sur sept siècles. Cette analyse approfondie a conduit à un modèle prédictif révolutionnaire des vagues scélérates. La recherche, qui traduit efficacement d’immenses données océaniques en une équation de probabilité pour ces vagues imprévisibles, remet en question les théories existantes et est très prometteuse pour améliorer la sécurité maritime. Ce développement, rapporté par SciTechPost.com, représente un progrès notable dans la compréhension des mystères de la mer grâce à l'IA.

En exploitant un vaste ensemble de données sur les vagues océaniques, remontant à sept siècles et comprenant plus d'un milliard de mesures, des scientifiques de l'Université de Copenhague et de l'Université de Victoria ont utilisé des méthodes avancées d'IA pour développer une formule prédictive de ces risques maritimes.

Autrefois considérées comme de simples légendes maritimes, les vagues scélérates, extrêmement grandes et destructrices, constituent une véritable menace capable de détruire les navires et d'endommager les structures offshore. Les chercheurs ont analysé des données couvrant sept cents ans, représentant plus d’un milliard d’observations de vagues océaniques. Grâce à l’IA, ils ont élaboré une formule prédisant l’apparition de ces phénomènes océaniques redoutables, améliorant ainsi la sécurité maritime.

Pendant des siècles, les marins ont chuchoté des histoires de vagues scélérates monstrueuses. Cependant, l’existence de ces vagues est devenue indéniable lorsqu’une vague scélérate de 26 mètres de haut a frappé la plate-forme pétrolière Draupner en mer du Nord en 1995, capturée par des instruments numériques. Cet événement a marqué la première mesure scientifique d’une vague scélérate, prouvant leur réalité.

Par la suite, ces ondes extrêmes ont été intensément étudiées. L’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague a désormais utilisé l’IA pour dériver un modèle mathématique décrivant les conditions dans lesquelles les vagues scélérates apparaissent.

Dion Häfner, qui a récemment soutenu son doctorat. sa thèse « Un océan de données – Inférer les causes des vagues scélérates du monde réel » à l’Institut Niels Bohr, a contribué de manière significative à cette étude.

Les chercheurs, utilisant de nombreuses données sur la dynamique des océans, ont développé un modèle prédisant la probabilité de rencontrer une vague scélérate à un moment donné.

Dion Häfner explique : « C'est en grande partie une malchance lorsqu'une vague géante frappe. Ils résultent d'une combinaison de facteurs que nous avons désormais intégrés dans un modèle de risque unique. Nous avons identifié les variables conduisant aux vagues scélérates et avons utilisé l’IA pour les compiler dans une formule calculant leur probabilité de formation.

En tant que premier auteur de cette étude, les travaux de Häfner ont été publiés dans la prestigieuse revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Les vagues scélérates sont quotidiennes

Le modèle de l'étude fusionne les données sur les mouvements des océans, les conditions de la mer, les profondeurs de l'eau et les détails bathymétriques. Les données sur les vagues provenant de 158 emplacements de bouées réparties sur les côtes et les territoires américains, collectant des données 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, ont été essentielles à cette recherche. Ces données représentent sept siècles d’informations sur la hauteur des vagues et l’état de la mer.

En examinant différents types de données, les chercheurs ont identifié les causes des vagues scélérates, définies comme des vagues au moins deux fois plus hautes que les vagues environnantes, y compris celles de plus de 20 mètres de haut. Grâce au machine learning, ils ont converti ces données en un algorithme appliqué à leur ensemble de données.

Johannes Gemmrich, co-auteur de l'étude, déclare : « Notre analyse montre que des ondes anormales se produisent constamment. Nous avons identifié environ 100 000 vagues scélérates dans notre ensemble de données, ce qui équivaut à environ une vague monstrueuse par jour dans n’importe quel emplacement océanique aléatoire. Cependant, tous ne sont pas d’une taille extrême.

Le rôle de l'IA en tant qu'outil scientifique

Dans cette recherche, l’intelligence artificielle a joué un rôle crucial. L’équipe a utilisé diverses méthodes d’IA, notamment la régression symbolique, qui génère une équation au lieu d’une simple prédiction, comme c’est généralement le cas avec les méthodes d’IA traditionnelles.

En analysant plus d’un milliard de vagues, l’algorithme d’IA a déduit les causes des vagues scélérates, les distillant en une formule qui décrit la probabilité qu’une vague scélérate se produise. Cette approche de l’IA résout non seulement le problème, mais transmet également sa causalité sous-jacente aux humains dans une équation compréhensible.

« Il y a des décennies, les observations astronomiques de Tycho Brahe ont conduit Kepler, après de nombreux essais et erreurs, à dériver les lois de Kepler. Dion Häfner a également utilisé des machines pour analyser les ondes, à l'image des travaux de Kepler sur les planètes. La possibilité d'un tel résultat continue de m'étonner", remarque Markus Jochum.

Revisiter la compréhension historique

L’étude révise également l’opinion communément admise sur la genèse des vagues scélérates. Auparavant, on pensait que les vagues scélérates se formaient lorsqu’une vague fusionnait momentanément avec une autre, siphonnant son énergie pour créer une vague plus grande.

Les chercheurs ont cependant déterminé que la « superposition linéaire » est un facteur plus répandu dans la formation d’ondes scélérates. Ce phénomène, reconnu depuis les années 1700, se produit lorsque deux systèmes d’ondes se croisent et s’amplifient momentanément.

Häfner note : « Si deux systèmes de vagues se croisent en mer, augmentant ainsi la probabilité de crêtes élevées suivies de creux profonds, le risque de vagues extrêmement grandes apparaît. Il s’agit d’une compréhension vieille de trois siècles que nous avons désormais étayée par des données.

Sécurité améliorée dans la navigation maritime

Cet algorithme dérivé de l'IA est particulièrement bénéfique pour l'industrie du transport maritime, qui compte généralement environ 50 000 cargos naviguant.

Foire aux questions (FAQ) sur la prévision des vagues scélérates par l'IA

Quelle est l’importance de l’analyse des vagues océaniques basée sur l’IA ?

L’analyse basée sur l’IA de plus d’un milliard de vagues océaniques s’étalant sur sept siècles est importante car elle a conduit au développement d’un modèle prédictif révolutionnaire pour les vagues scélérates. Ce modèle améliore la sécurité maritime en fournissant une prévision plus précise de ces vagues imprévisibles et dangereuses, remettant en question les théories et méthodologies antérieures en océanographie et en navigation maritime.

Comment l’IA contribue-t-elle à prédire les vagues scélérates ?

L’intelligence artificielle y contribue en analysant de grandes quantités de données océaniques, notamment la hauteur des vagues, l’état de la mer et d’autres facteurs pertinents, collectées au fil des siècles. En employant des techniques avancées d’IA telles que l’apprentissage automatique et la régression symbolique, les chercheurs ont pu concevoir une formule qui prédit l’apparition de vagues scélérates, offrant ainsi un nouveau niveau de compréhension et de capacité prédictive dans les sciences marines.

Quel impact ces recherches ont-elles sur la sécurité maritime ?

La recherche a un impact significatif sur la sécurité maritime car elle fournit une méthode plus fiable pour prédire les vagues scélérates, connues pour leur imprévisibilité et leur potentiel à causer de graves dommages aux navires et aux structures offshore. Grâce à ce nouveau modèle prédictif, les compagnies maritimes et les navigateurs maritimes peuvent mieux évaluer les risques de vagues scélérates le long de leurs routes et prendre des mesures préventives, permettant potentiellement de sauver des vies et des biens.

Qui a mené cette recherche et quelle méthodologie a été utilisée ?

La recherche a été menée par des scientifiques de l'Université de Copenhague et de l'Université de Victoria. Ils ont utilisé une méthodologie qui impliquait l’analyse de plus d’un milliard d’observations de vagues, en utilisant des techniques d’IA pour traiter et interpréter les données. Cela a conduit au développement d’un modèle mathématique capable de prédire la probabilité de formation de vagues scélérates.

Quelle est la signification historique des vagues scélérates et de leur étude ?

Les vagues scélérates font partie de la tradition maritime depuis des siècles, souvent considérées comme des mythes. Leur existence a cependant été scientifiquement confirmée en 1995, lorsqu'une vague scélérate de 26 mètres de haut a frappé la plateforme pétrolière Draupner, en mer du Nord. Depuis, ces vagues extrêmes ont fait l’objet d’études intenses, conduisant à des avancées significatives dans la compréhension de la dynamique des océans et du comportement des vagues.

En savoir plus sur la prédiction des vagues scélérates par l’IA

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5 commentaires

NavireCaptainX décembre 19, 2023 - 7:25 am

enfin, on évitera peut-être les vagues scélérates ! gr8 4 sécurité du transport. L'IA fait son travail !

Répondre
ScienceGeek101 décembre 19, 2023 - 8:05 am

Je suis impressionné par la manière dont l'IA est utilisée pour comprendre les vagues scélérates. c'est une grande étape 4 pour les sciences océaniques

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MarineEnthousiast22 décembre 19, 2023 - 7:57 pm

des trucs fascinants ! Je ne peux pas croire que les vagues scélérates soient réelles wow

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Chercheur OceanWaves décembre 19, 2023 - 8:55 pm

l'analyse des données ici est folle ! L’IA change la donne en océanographie

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MétéoNerd123 décembre 19, 2023 - 9:32 pm

c'est une énorme nouvelle pour l'industrie maritime ! L’IA permet de mieux prédire les vagues scélérates que le b4. gr8 4 sécurité

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