https://gostribuna.ru

В России разработали нейросеть, способную «слушать» землю для предсказания землетрясений

Ученые Дальневосточного федерального университета совместно с коллегами из Китая разработали новый алгоритм для прогнозирования землетрясений. Созданная ими компьютерная программа позволяет более точно анализировать строение земной коры и при этом не требует большого количества вычислительных ресурсов. Результаты исследования были представлены на конференции, посвященной взаимодействию Солнца и Земли, а также физике предвестников землетрясений.

Один из способов выявления признаков приближающихся землетрясений основан на анализе звуков, исходящих из недр планеты: при повышении тектонической активности возникают характерные геоакустические эмиссии. Это происходит из-за скопления больших напряжений в горных породах, находящихся под землей, объясняют специалисты ДВФУ.

Как рассказал Сергей Шевкун, доцент Департамента электроники, телекоммуникации и приборостроения Политехнического института университета, обычно техногенные шумы и вибрации мешают проведению сейсмологических наблюдений. Однако ученые предлагают использовать искусственный источник шума для создания дополнительной "подсветки" участка земной коры. Анализ изменений в структуре геосреды может указывать на активизацию сейсмических процессов, а этот факт, в свою очередь, использоваться как один из предвестников землетрясения.

Для обработки полученных данных была создана программа, использующая современные нейросетевые подходы Physics-Informed Neural Networks и новую архитектуру Kolmogorov-Arnold Networks. Как отмечает Шевкун, обычно для повышения точности требуется собирать больше данных, но предложенный метод позволяет интегрировать в анализ уже имеющиеся научные сведения о физических процессах земной коры, обходя это ограничение.

Новый подход снижает нагрузку на вычислительные мощности при обработке акустических сигналов, а также дает возможность получать более детальные двух- и трехмерные карты геологического строения, охватывая большие участки.

На данный момент исследования находятся на теоретическом этапе: проведены численные эксперименты, которые уже дали обнадеживающие результаты. В будущем полученные наработки могут быть применимы в таких областях, как сейсморазведка для поиска месторождений полезных ископаемых, а также для оценки прочности грунтов перед строительством крупных объектов.

Проект выполнен при поддержке Министерства науки и высшего образования в рамках научного гранта.

Интервью