ИИ открывает возможности прогнозирования океанских волн-убийц на основе исторических данных

к Сантьяго Фернандес
5 Комментарии
AI rogue wave prediction

В новаторском исследовании исследователи использовали искусственный интеллект для изучения более миллиарда исторических океанских волн, охватывающих семь столетий. Этот обширный анализ привел к созданию революционной модели прогнозирования волн-убийц. Исследование, которое эффективно преобразует огромные океанические данные в уравнение вероятности этих непредсказуемых волн, бросает вызов существующим теориям и обещает существенно повысить безопасность на море. Эта разработка, о которой сообщает SciTechPost.com, означает заметный скачок в понимании тайн моря с помощью искусственного интеллекта.

Используя обширный набор данных об океанских волнах, датируемых семью веками и включающий более миллиарда измерений, ученые из Университета Копенгагена и Университета Виктории использовали передовые методы искусственного интеллекта для разработки формулы прогнозирования этих морских опасностей.

Когда-то считавшиеся всего лишь легендами мореплавания, бешеные волны, чрезвычайно большие и разрушительные, представляют собой реальную угрозу, способную уничтожить корабли и повредить морские сооружения. Исследователи проанализировали данные за семьсот лет, составляющие более миллиарда наблюдений океанских волн. С помощью искусственного интеллекта они разработали формулу, предсказывающую возникновение этих пугающих океанических явлений, повышающую безопасность на море.

На протяжении веков моряки нашептывали истории о чудовищных волнах-убийцах. Однако существование этих волн стало неоспоримым, когда в 1995 году волна-убийца высотой 26 метров обрушилась на нефтяную платформу Драупнер в Северном море и была зафиксирована цифровыми приборами. Это событие ознаменовало первое научное измерение волны-убийцы, доказав их реальность.

В дальнейшем эти экстремальные волны интенсивно изучались. Институт Нильса Бора при Копенгагенском университете теперь использовал искусственный интеллект для создания математической модели, описывающей условия, при которых возникают волны-убийцы.

Дион Хефнер, недавно защитивший докторскую степень. диссертация «Океан данных – определение причин реальных волн-убийц» в Институте Нильса Бора внесла значительный вклад в это исследование.

Исследователи, используя обширные данные о динамике океана, разработали модель, предсказывающую вероятность встречи с волной-убийцей в любой момент.

Дион Хефнер объясняет: «Когда накатывает гигантская волна, это по большей части неудача. Они являются результатом сочетания факторов, которые мы сейчас интегрировали в единую модель рисков. Мы определили переменные, приводящие к появлению волн-убийц, и использовали ИИ, чтобы объединить их в формулу, рассчитывающую вероятность их образования».

Работа Хефнера, первого автора этого исследования, была опубликована в уважаемом журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Волны-убийцы — повседневное явление

Модель исследования объединяет данные о движении океана, морских условиях, глубинах воды и батиметрических деталях. Решающее значение для этого исследования имели данные о волнении со 158 буев на побережьях и территориях США, которые собирали данные круглосуточно и без выходных. Эти данные представляют собой информацию о высоте волн и состоянии моря за семь столетий.

Изучая различные типы данных, исследователи определили причины возникновения волн-убийц, определяемых как волны, по крайней мере в два раза превышающие высоту окружающих волн, в том числе высотой более 20 метров. Используя машинное обучение, они преобразовали эти данные в алгоритм, примененный к их набору данных.

Йоханнес Геммрих, соавтор исследования, утверждает: «Наш анализ показывает, что аномальные волны возникают постоянно. В нашем наборе данных мы выявили около 100 000 волн-убийц, что эквивалентно примерно одной гигантской волне в день в любом случайном месте океана. Однако не все из них имеют экстремальные размеры».

Роль ИИ как научного инструмента

В этом исследовании решающую роль сыграл искусственный интеллект. Команда использовала различные методы искусственного интеллекта, в том числе символическую регрессию, которая выводит уравнение вместо одного прогноза, как это типично для традиционных методов искусственного интеллекта.

Проанализировав более миллиарда волн, алгоритм ИИ выявил причины возникновения волн-убийц и превратил их в формулу, описывающую вероятность возникновения волны-убийцы. Этот подход ИИ не только решает проблему, но и передает людям ее основную причинно-следственную связь в понятном уравнении.

«Десятилетия назад астрономические наблюдения Тихо Браге привели Кеплера путем обширных проб и ошибок к выводу законов Кеплера. Дион Хефнер аналогичным образом использовал машины для анализа волн, подобно работе Кеплера с планетами. Возможность такого достижения продолжает меня удивлять», — отмечает Маркус Йохум.

Пересмотр исторического понимания

Исследование также пересматривает общепринятый взгляд на генезис волн-убийц. Раньше считалось, что волны-убийцы образуются, когда одна волна на мгновение сливается с другой, перекачивая ее энергию для создания более крупной волны.

Исследователи, однако, определили, что «линейная суперпозиция» является более распространенным фактором формирования волн-убийц. Это явление, известное с 1700-х годов, возникает, когда две волновые системы пересекаются, на мгновение усиливая друг друга.

Хефнер отмечает: «Если две волновые системы пересекаются в море, что увеличивает вероятность высоких гребней, за которыми последуют глубокие впадины, возникает риск чрезвычайно больших волн. Это понимание трехсотлетней давности, которое мы сейчас подкрепили данными».

Повышенная безопасность морского судоходства

Этот алгоритм, основанный на искусственном интеллекте, особенно полезен для судоходной отрасли, в которой обычно курсируют около 50 000 грузовых судов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) о прогнозировании волн-убийц с помощью ИИ

Каково значение анализа океанских волн с помощью искусственного интеллекта?

Анализ более миллиарда океанских волн за семь столетий с помощью искусственного интеллекта имеет большое значение, поскольку он привел к разработке новаторской модели прогнозирования волн-убийц. Эта модель повышает безопасность на море, обеспечивая более точный прогноз этих непредсказуемых и опасных волн, бросая вызов предыдущим теориям и методологиям океанографии и морской навигации.

Как ИИ способствует прогнозированию волн-убийц?

Искусственный интеллект вносит свой вклад, анализируя огромные объемы океанических данных, включая высоту волн, состояние моря и другие соответствующие факторы, собранные на протяжении веков. Используя передовые методы искусственного интеллекта, такие как машинное обучение и символическую регрессию, исследователи смогли разработать формулу, которая предсказывает появление волн-убийц, предлагая новый уровень понимания и возможностей прогнозирования в морской науке.

Какое влияние это исследование оказывает на безопасность на море?

Исследование оказывает существенное влияние на безопасность на море, поскольку обеспечивает более надежный метод прогнозирования волн-убийц, которые известны своей непредсказуемостью и способностью нанести серьезный ущерб судам и морским сооружениям. Благодаря этой новой модели прогнозирования судоходные компании и морские мореплаватели смогут лучше оценивать риски возникновения волн-убийц на своих маршрутах и принимать превентивные меры, потенциально спасая жизни и имущество.

Кто проводил это исследование и какая методология использовалась?

Исследование провели ученые из Университета Копенгагена и Университета Виктории. Они использовали методологию, которая включала анализ более миллиарда наблюдений волн, используя методы искусственного интеллекта для обработки и интерпретации данных. Это привело к разработке математической модели, которая может предсказать вероятность образования волны-убийцы.

Каково историческое значение волн-убийц и их изучения?

Волны-убийцы на протяжении веков были частью морских преданий и часто считались мифами. Однако их существование было научно подтверждено в 1995 году, когда волна-убийца высотой 26 метров обрушилась на нефтяную платформу Драупнер в Северном море. С тех пор эти экстремальные волны стали предметом интенсивных исследований, что привело к значительному прогрессу в понимании динамики океана и поведения волн.

Подробнее о прогнозировании волн-убийц с помощью ИИ

Вам также может понравиться

5 Комментарии

КорабльКапитанX 1ТП2Т - 1ТП3Т

наконец, мы сможем избежать волн-убийц! gr8 4 безопасность доставки. ИИ делает свое дело!

Отвечать
НаукаGeek101 1ТП2Т - 1ТП3Т

Я впечатлен тем, как искусственный интеллект используется для понимания волн-убийц. это большой шаг. 4. Наука об океане

Отвечать
Морской Энтузиаст22 1ТП2Т - 1ТП3Т

увлекательная вещь! не могу поверить, что волны-убийцы реальны, вау

Отвечать
ОкеанВолныИсследователь 1ТП2Т - 1ТП3Т

анализ данных здесь безумен! ИИ меняет правила игры в океанографии

Отвечать
ПогодаNerd123 1ТП2Т - 1ТП3Т

это огромная новость 4 морской индустрии! ИИ помогает предсказывать волны-убийцы лучше, чем b4. гр8 4 безопасность

Отвечать

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский