IA desbloqueia previsão de ondas perigosas do oceano a partir de dados históricos

por Santiago Fernández
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AI rogue wave prediction

Num estudo pioneiro, os investigadores aproveitaram a inteligência artificial para examinar mais de mil milhões de ondas oceânicas históricas, abrangendo sete séculos. Esta extensa análise levou a um modelo preditivo revolucionário para ondas traiçoeiras. A investigação, que traduz eficazmente imensos dados oceânicos numa equação de probabilidade para estas ondas imprevisíveis, desafia as teorias existentes e é uma promessa substancial para melhorar a segurança marítima. Este desenvolvimento, relatado por SciTechPost.com, significa um salto notável na compreensão dos mistérios do mar através da IA.

Aproveitando um vasto conjunto de dados de ondas oceânicas, que remonta a sete séculos e compreende mais de mil milhões de medições, cientistas da Universidade de Copenhaga e da Universidade de Victoria utilizaram métodos avançados de IA para desenvolver uma fórmula preditiva para estes perigos marítimos.

Outrora consideradas meras lendas marítimas, as ondas traiçoeiras, enormemente grandes e destrutivas, são uma ameaça genuína capaz de destruir navios e danificar estruturas offshore. Os pesquisadores analisaram dados abrangendo setecentos anos, totalizando mais de um bilhão de observações de ondas oceânicas. Através da IA, criaram uma fórmula que prevê a ocorrência destes assustadores fenómenos oceânicos, aumentando a segurança marítima.

Durante séculos, os marinheiros sussurraram histórias sobre ondas monstruosas e rebeldes. No entanto, a existência destas ondas tornou-se inegável quando uma onda traiçoeira de 26 metros de altura atingiu a plataforma petrolífera Draupner, no Mar do Norte, em 1995, capturada por instrumentos digitais. Este evento marcou a primeira medição científica de uma onda traiçoeira, comprovando a sua realidade.

Posteriormente, essas ondas extremas foram intensamente estudadas. O Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague utilizou agora a IA para derivar um modelo matemático que descreve as condições sob as quais surgem ondas traiçoeiras.

Dion Häfner, que recentemente defendeu seu doutorado. a tese “Um Oceano de Dados – Inferindo as Causas das Ondas Rogue do Mundo Real” no Instituto Niels Bohr, contribuiu significativamente para este estudo.

Os investigadores, utilizando dados extensos sobre a dinâmica dos oceanos, desenvolveram um modelo que prevê a probabilidade de encontrar uma onda traiçoeira a qualquer momento.

Dion Häfner explica: “É um grande azar quando uma onda gigante atinge. Eles resultam de uma combinação de fatores que integramos agora em um único modelo de risco. Identificamos as variáveis que levam a ondas traiçoeiras e usamos IA para compilá-las em uma fórmula que calcula sua probabilidade de formação.”

Como primeiro autor deste estudo, o trabalho de Häfner foi publicado na conceituada revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Ondas rebeldes são ocorrências diárias

O modelo do estudo mescla dados sobre movimentos oceânicos, condições do mar, profundidades da água e detalhes batimétricos. Críticos para esta pesquisa foram os dados de ondas de 158 locais de bóias nas costas e territórios dos EUA, coletando dados 24 horas por dia, 7 dias por semana. Esses dados representam sete séculos de altura das ondas e informações sobre o estado do mar.

Ao examinar vários tipos de dados, os investigadores identificaram as causas das ondas traiçoeiras, definidas como ondas com pelo menos o dobro da altura das ondas circundantes, incluindo aquelas com mais de 20 metros de altura. Usando aprendizado de máquina, eles converteram esses dados em um algoritmo aplicado ao seu conjunto de dados.

Johannes Gemmrich, coautor do estudo, afirma: “Nossa análise mostra que ondas anormais ocorrem constantemente. Identificamos cerca de 100.000 ondas rebeldes em nosso conjunto de dados, o equivalente a cerca de uma onda monstruosa diariamente em qualquer local aleatório do oceano. No entanto, nem todos são de tamanho extremo.”

O papel da IA como ferramenta científica

Nesta pesquisa, a inteligência artificial desempenhou um papel crucial. A equipe empregou vários métodos de IA, incluindo regressão simbólica, que gera uma equação em vez de apenas uma única previsão, como é típico dos métodos tradicionais de IA.

Ao analisar mais de um bilhão de ondas, o algoritmo de IA deduziu as causas das ondas traiçoeiras, destilando isso em uma fórmula que descreve a probabilidade de ocorrência de uma onda traiçoeira. Esta abordagem de IA não só resolve o problema, mas também transmite a sua causalidade subjacente aos humanos numa equação compreensível.

“Décadas atrás, as observações astronômicas de Tycho Brahe levaram Kepler, através de extensas tentativas e erros, a derivar as Leis de Kepler. Dion Häfner também usou máquinas para analisar ondas, semelhante ao trabalho do Kepler com planetas. A possibilidade de tal conquista continua a me surpreender”, comenta Markus Jochum.

Revisitando a compreensão histórica

O estudo também revisa a visão comumente aceita sobre a gênese das ondas traiçoeiras. Anteriormente, pensava-se que as ondas traiçoeiras se formavam quando uma onda se fundia momentaneamente com outra, desviando a sua energia para criar uma onda maior.

Os pesquisadores, no entanto, determinaram que a “superposição linear” é um fator mais prevalente na formação de ondas rebeldes. Este fenómeno, reconhecido desde 1700, ocorre quando dois sistemas de ondas se cruzam, amplificando-se momentaneamente.

Häfner observa: “Se dois sistemas de ondas se cruzam no mar, aumentando a probabilidade de cristas altas seguidas de vales profundos, surge o risco de ondas extremamente grandes. Este é um entendimento de três séculos que agora fundamentamos com dados.”

Segurança Reforçada na Navegação Marítima

Este algoritmo derivado de IA é particularmente benéfico para a indústria naval, que normalmente tem cerca de 50.000 navios de carga navegando.

Perguntas frequentes (FAQs) sobre previsão de ondas rebeldes de IA

Qual é a importância da análise das ondas oceânicas baseada na IA?

A análise conduzida pela IA de mais de um bilhão de ondas oceânicas ao longo de sete séculos é significativa, pois levou ao desenvolvimento de um modelo preditivo inovador para ondas traiçoeiras. Este modelo aumenta a segurança marítima ao fornecer uma previsão mais precisa destas ondas imprevisíveis e perigosas, desafiando teorias e metodologias anteriores em oceanografia e navegação marítima.

Como a IA contribui para prever ondas rebeldes?

A Inteligência Artificial contribui analisando grandes quantidades de dados oceânicos, incluindo alturas das ondas, estados do mar e outros factores relevantes, recolhidos ao longo dos séculos. Ao empregar técnicas avançadas de IA, como aprendizagem automática e regressão simbólica, os investigadores conseguiram conceber uma fórmula que prevê a ocorrência de ondas rebeldes, oferecendo um novo nível de compreensão e capacidade preditiva na ciência marinha.

Que impacto tem esta investigação na segurança marítima?

A investigação tem um impacto significativo na segurança marítima, uma vez que proporciona um método mais fiável para prever ondas traiçoeiras, que são conhecidas pela sua imprevisibilidade e potencial para causar danos graves a navios e estruturas offshore. Com este novo modelo preditivo, as companhias marítimas e os navegadores marítimos podem avaliar melhor os riscos de ondas traiçoeiras ao longo das suas rotas e tomar medidas preventivas, potencialmente salvando vidas e propriedades.

Quem conduziu esta pesquisa e qual metodologia foi utilizada?

A pesquisa foi conduzida por cientistas da Universidade de Copenhague e da Universidade de Victoria. Eles utilizaram uma metodologia que envolveu a análise de mais de um bilhão de observações de ondas, usando técnicas de IA para processar e interpretar os dados. Isto levou ao desenvolvimento de um modelo matemático que pode prever a probabilidade de formação de ondas traiçoeiras.

Qual é o significado histórico das ondas traiçoeiras e seu estudo?

As ondas rebeldes fazem parte da tradição marítima há séculos, muitas vezes consideradas mitos. No entanto, a sua existência foi cientificamente confirmada em 1995, quando uma onda traiçoeira de 26 metros de altura atingiu a plataforma petrolífera de Draupner, no Mar do Norte. Desde então, estas ondas extremas têm sido objeto de intenso estudo, levando a avanços significativos na compreensão da dinâmica dos oceanos e do comportamento das ondas.

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5 comentários

ShipCaptainX Dezembro 19, 2023 - 7:25 am

finalmente, podemos evitar ondas rebeldes! gr8 4 segurança no transporte. IA fazendo seu trabalho!

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CiênciaGeek101 Dezembro 19, 2023 - 8:05 am

Estou impressionado com a forma como a IA é usada para entender ondas rebeldes. é um grande passo 4 ciência oceânica

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Entusiasta Marinho22 Dezembro 19, 2023 - 7:57 pm

coisas fascinantes! não posso acreditar que ondas rebeldes são reais, uau

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Pesquisador OceanWaves Dezembro 19, 2023 - 8:55 pm

a análise de dados aqui é uma loucura! A IA é uma virada de jogo na oceanografia

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TempoNerd123 Dezembro 19, 2023 - 9:32 pm

esta é uma grande notícia para a indústria marítima! A IA ajuda a prever ondas rebeldes melhor do que b4. gr8 4 segurança

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