災害可以事先預測到嗎??(二)

BBC NEWS中文2019年 3 月 22日報導
阿比蓋爾·比奧(Abigail Beall)

(延續上集)

數字仿真城鎮內的河流和溪流,可更凖確地預測可能發生洪災的時間和地點(Credit:SenSat),SENSAT

迪恩說:「為了做到這件事,我們建了一個所謂的彈性空間指數算法,讓人工智能在三維重構的環境中將物體識別為單獨的項目。這可以讓決策更好,更高效地利用公共資金保護脆弱的地區、減輕洪水造成的傷害。」

這樣制出的地圖幫助Bam Nuttall公司了解需要做什麼樣的建築工程來減少地區的洪澇災害。建築工作將在今年夏天完工。

但有些自然災害是無法避免的。眾所周知,地震、火山爆發、海嘯都無法預測或控制。這些災難常常即刻就奪走許多生命,災後餘波和救援隊的應對措施對受災者的存活率有著重大的影響。

日本仙台(Sendai)東北大學(Tohoku University)的一個團隊正在研究如何在海嘯、火山、地震後更有效地尋找並救出倖存者。

2011年3月,日本發生強烈地震。這是史上第四大的地震,整個本州島(Honshu)移動了2.4米,地球軸心移動了約17厘米。此次地震震中距離日本海岸130公里,引發的海嘯摧毀了日本東部沿海的大部分地區,並引發令人擔憂的福島核電站洩露事故。東北地區(Tohoku)是受災最嚴重的地區之一。這次海嘯中,總計近2萬人喪生,至今仍有2000人下落不明。

確定災後最需要救助的區域,救援人員可以拯救更多人的生命(Credit:Getty Images),GETTY IMAGES

7年前,印度洋一場地震引發的海嘯席捲了14個亞非國家。據估計,共有23萬人喪生,而且由於缺乏溝通,實際受災情況可能更加嚴重。這場海嘯先襲擊了印度尼西亞,隨後是泰國、緬甸和斯里蘭卡,幾個小時後,到達非洲東海岸。由於當時缺乏預警系統,那些海嘯影響地區的人們幾乎不知道將要發生的災難。搜救人員也很難確定最需要救援的區域,因為通信網絡遭到破壞,整個地區失聯。

日本東北大學的白琰冰(Yanbing Bai)表示,他的研究有望在未來解決這些問題。他在開發一款使用人工智能確定受災區域、將地面受災程度分類、向政府和救援人員發出警報告知最需要救援的地區的工具。

他們用機器學習算法處理災區的衛星圖像。這些機器學習算法經過訓練、可以將建築按照損毀程度和穩定性進行分類。該算法可以分辨不同類型的建築:完全損毀的,損毀一半但可以修復的,以及微微受損或未受損的。

微軟地球人工智能項目(AI for Earth)為白琰冰的研究提供資金,其首席環境官喬帕(Lucas Joppa)表示:「這些信息發送給第一批救援者,讓他們進入災區後獲得拯救生命、保障自身安全的實時信息。」這一系統可以告訴搜救人員受災最嚴重的地區是哪裏,應該專注搜救哪一區域的倖存人員。

機器學習技術不但有助協調救災工作,而且能參與到搜救工作中去。

在這些情況下,搜救方案可能由機器人執行。美國匹茲堡卡耐基梅隆大學(Carnegie Mellon University)高級代理機器人實驗室主管塞卡拉(Katia Sycara)正在開發大批可以進入災區、自主搜尋倖存者的機器人。這些機器人將使用人工智能的機器視覺分析所見場景、作出決策。

有時,餘震造成的死亡人數可能比最初地震時的還要多,例如2011年新西蘭基督城(Christchurch)地震(Credit:Getty Images),GETTY IMAGES

「可以讓機器人前往人們無法到達、或者對人類而言危險的區域,尋找受災人員。」塞卡拉說道。福島核電站的融毀就是一個例子。快速上升的輻射水平使得這一區域變得危險,不適合救災人員進入。

塞卡拉表示,要應對無法預知掉落的路障,而且要在未知的環境裏自如移動,這是機器人面對的最大挑戰。

有一些研究人員相信,人工智能本身也可以提供自然災害的早期預警。

眾所周知,要預報地震、火山爆發之類的災害極其困難,但研究人員正在竭盡所能地預測餘震。餘震的後果一樣嚴重。2010年9月,新西蘭基督城發生了7.1級大地震,造成大範圍的損毀,但沒有造成任何傷亡。然而5個月後的小型餘震造成185人喪生。

去年哈佛大學團隊開展一項研究,將包括日本2011年大地震在內的數十萬地震數據輸入一個神經網絡。地震災區按照5乘5公里的區塊劃分,每一區塊作為一個獨立的區域,預測餘震的可能性,這比此前的任何方法都要成功。

雖然大部分自然災害無法預測,但社區收到越多預警,就意味著有越多時間疏散居民,拯救生命(Credit:Getty Image),GETTY IMAGES

要預測自然災害並做好應對凖備,最大的困難是缺乏足夠的凖確數據。案例不足,因此訓練機器學習算法所需的實際數據仍然非常匱乏。這是因為,政府應對危機,通常並不把衛星和航空勘察當作首要事項。

自然災害還有大量的變量。舉個例子,許多因素可將小型龍捲風的強度增至EF5級(最高級別)——風速可達每小時200英里,足以將車輛從地面捲起,也可將簡單的火山噴發變為海嘯。

喬帕表示:「但好消息是,漸進式的成果也能產生級數增長的影響力,這是為什麼我們專注這項研究。多幾個小時疏散一片區域、調配資源預防洪災,每分每秒都意味著生存機率的增加。」
(完結)

心儒慈語:追求真理者要注重環保。心靈的環保固然重要,但外在的環保也很重要,畢竟地球只有一個,我們只是替我們的子孫保管地球,所以我們應當注重環保,因為生命要生生不息的延續下去。

心儒慈語  第九章 修煉心蓮─理念
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 引用出處:BBC NEWS中文《科技防災:預測自然災害的人工智能新技術》