kozmos.hr
Znanost

Umjetna inteligencija otkrila formulu za predviđanje čudovišnih valova

objavljeno

Čudovišni valovi, poznati kao ‘rogue waves’, koje su pomorci stoljećima smatrali mitom, zapravo su vrlo stvarna prijetnja sposobna oštetiti brodove i naftne platforme. Znanstvenici sa Sveučilišta u Kopenhagenu i Sveučilišta u Victoriji, koristeći podatke o valovima koji obuhvaćaju sedam stoljeća i preko milijardu valova, uspjeli su pomoću umjetne inteligencije (UI) razviti formulu za predviđanje ovih pomorskih fenomena. Ovo otkriće obećava povećanje sigurnosti u pomorstvu.

Priče o ogromnim valovima, koji su kroz povijest bili poznati kao čudovišni valovi, dugo su bili dio pomorske mitologije. No, kada je 1995. godine ogroman val visine 26 metara udario u norvešku naftnu platformu Draupner, zabilježen je prvi put od strane digitalnih instrumenata, čime je znanstveno potvrđeno postojanje abnormalnih oceanih valova.

Od tada, ovi ekstremni valovi postali su predmet intenzivnog istraživanja. Tim sa Niels Bohr Instituta Sveučilišta u Kopenhagenu koristio je metode umjetne inteligencije za razvoj matematičkog modela koji otkriva kako i kada mogu nastati ‘rogue waves’.

Bitni podaci

Pomoću obimnih podataka o oceanima, istraživači sada mogu predvidjeti vjerojatnost pojavljivanja ovih divovskih valova na otvorenom moru.

“Dosadašnja saznanja o ‘rogue waves’ proširena su našim istraživanjem. Utvrdili smo ključne faktore koji dovode do njihova nastanka i razvili model koji koristi umjetnu inteligenciju za izračunavanje vjerojatnosti njihovog formiranja,” ističe Dion Häfner, bivši doktorski student na Niels Bohr Institutu i prvi autor studije objavljene u Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Model integrira podatke o kretanjima oceana, stanju mora, dubini voda i batimetrijske informacije. Podaci o valovima, prikupljeni s bova na 158 lokacija u SAD-u i prekomorskim teritorijima, sadrže sedamstogodišnje informacije o visini valova i stanju mora.

Analiza različitih vrsta podataka omogućila je identifikaciju uzroka ‘rogue waves’, definiranih kao valovi dvostruko viši od okolnih. Pomoću strojnog učenja, svi su podaci transformirani u algoritam koji predviđa pojavu ovih valova.

“Rogue waves” nisu rijetkost

“Naša analiza pokazuje da čudovišni valovi nisu rijetkost. U našem skupu podataka zabilježeno je 100.000 takvih valova, što ukazuje na gotovo svakodnevnu pojavu ovih fenomena na moru,” objašnjava Johannes Gemmrich, koautor studije.

Pri istraživanju, koristili su se različitim AI metodama, uključujući simboličku regresiju, koja rezultira jednadžbom umjesto pojedinačne prognoze, čime se proširuje tradicionalni pristup umjetnoj inteligenciji.

“Paralela s povijesnim astronomske otkrićima je očita. Dionova upotreba umjetne inteligencije u analizi valova podsjeća na Keplerov rad s planetima, temeljen na podacima Tycho Brahea,” napominje Markus Jochum.

Istraživanje također preispituje dosadašnja shvaćanja o uzrocima čudovišnih valova. Dominantni faktor u njihovom nastanku nije, kako se prethodno vjerovalo, trenutačno spajanje valova, već “linearna superpozicija” – pojava kada se dva valna sustava preklapaju i međusobno pojačavaju.

“Ovo znanje o superpoziciji valova, poznato već tri stoljeća, sada je podržano našim podacima,” kaže Häfner.

Algoritam predstavlja značajnu korist za pomorsku industriju, omogućujući brodarskim kompanijama da planiraju sigurnije rute uzimajući u obzir rizik od ‘rogue waves’.

I algoritam i istraživanje javno su dostupni, što omogućava vlastima i meteorološkim službama da koriste ove podatke u svrhu predviđanja “rogue waves-a.” Transparentnost proračuna u ovom algoritmu razlikuje ga od mnogih drugih modela umjetne inteligencije.

“Ovaj pristup umjetnoj inteligenciji ne samo da pruža vrijedne prognoze, već i produbljuje razumijevanje fizike valova,” zaključuje profesor Markus Jochum, mentor Dion Häfnera i suautor studije.

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr

Pratite Kozmos na Google Vijestima.

CroCube