A previsão de terremotos baseada em IA mostra-se promissora em testes

A IA foi treinada para detectar alterações estatísticas em dados sísmicos em tempo real que os pesquisadores compararam com terremotos anteriores. O resultado foi uma previsão semanal na qual a IA previu com sucesso 14 terremotos num raio de cerca de 320 quilômetros de onde estimou que aconteceriam e com quase exatamente a intensidade calculada. Não percebeu um terremoto e deu oito avisos falsos.

Ainda não se sabe se a mesma abordagem funcionará em outros locais, mas o esforço é um marco na pesquisa para previsão de terremotos baseada em IA.

“Prever terremotos é o Santo Graal”, disse Sergey Fomel, professor do Bureau de Geologia Econômica da UT e membro da equipe de pesquisa. “Ainda não estamos perto de fazer previsões para nenhum lugar do mundo, mas o que alcançamos nos diz que o que pensávamos ser um problema impossível pode ser resolvido em princípio”.

O teste fez parte de uma competição internacional realizada na China, na qual a IA desenvolvida pelo UT foi a primeira entre 600 outros designs. A entrada da UT foi liderada pelo sismólogo do departamento e principal desenvolvedor da IA, Yangkang Chen. Os resultados do ensaio foram publicados na revista Bulletin of the Seismological Society of America.

“Você não vê terremotos chegando”, disse Alexandros Savvaidis, um cientista pesquisador sênior que lidera o Programa de Rede Sismológica do Texas (TexNet) do departamento, a rede sísmica do estado. "É uma questão de milissegundos, e a única coisa que você pode controlar é o quão preparado você está. Mesmo com 70%, é um resultado enorme e pode ajudar a minimizar as perdas econômicas e humanas e tem o potencial de melhorar drasticamente a preparação para terremotos em todo o mundo."

Os pesquisadores disseram que seu método teve sucesso ao seguir uma abordagem de aprendizado de máquina relativamente simples. A IA recebeu um conjunto de recursos estatísticos baseados no conhecimento da equipe sobre a física dos terremotos e depois foi instruída a treinar em um banco de dados de registros sísmicos de cinco anos.

Uma vez treinada, a IA deu a sua previsão ouvindo sinais de terremotos entre os rumores de fundo na Terra.

"Estamos muito orgulhosos desta equipa e do seu primeiro lugar nesta prestigiada competição", disse Scott Tinker, diretor do departamento. "É claro que não é apenas a localização e a magnitude, mas também o momento que importa. A previsão de terremotos é um problema intratável e não podemos exagerar a dificuldade."

Os investigadores estão confiantes de que em locais com redes robustas de rastreio sísmico, como Califórnia, Itália, Japão, Grécia, Turquia e Texas, a IA poderá melhorar a sua taxa de sucesso e restringir as suas previsões a algumas dezenas de quilómetros.

Uma das próximas etapas é testar a IA no Texas, uma vez que o estado sofre uma alta taxa de terremotos de magnitude menor e alguns de magnitude moderada. O TexNet da agência hospeda 300 estações sísmicas e mais de seis anos de registros contínuos, o que o torna um local ideal para verificar o método.

Eventualmente, os investigadores querem integrar o sistema com modelos baseados na física, o que pode ser importante onde os dados são pobres, ou em locais como Cascadia, onde o último grande terramoto aconteceu centenas de anos antes dos sismógrafos.

“Nosso objetivo futuro é combinar métodos físicos e baseados em dados para nos fornecer algo generalizado, como chatGPT, que possamos aplicar em qualquer lugar do mundo”, disse Chen.

A nova pesquisa é um passo importante para atingir esse objetivo.

“Isso pode estar muito longe, mas muitos avanços como este, tomados em conjunto, são o que fazem a ciência avançar”, disse Tinker.

A pesquisa foi apoiada pela TexNet, pelo Texas Consortium for Computational Sismology e pela Universidade de Zhejiang. O bureau é uma unidade de pesquisa da Jackson School of Geosciences.