Kunstmatige intelligentie toont de gevaren van enorme golven – forschung.de
Wanneer en waar zouden de angstaanjagende ‘holbewoners’ kunnen toeslaan? Met behulp van grootschalige golfgegevens en kunstmatige intelligentie hebben onderzoekers een formule ontwikkeld die het dreigingsrisico kan aantonen dat wordt veroorzaakt door extreme golven op zee. Wetenschappers zeggen dat de berekeningen de routeplanning in de scheepvaart kunnen beïnvloeden.
Lange tijd werden ze beschouwd als zeemansverhalen: verhalen over gigantische golven op volle zee die uit het niets lijken te komen en vervolgens schepen verpletteren. Maar het is nu duidelijk geworden dat de enorme golven, ook wel bekend als Caventsman, feitelijk de scheepvaart en olieplatforms bedreigen. Het is duidelijk geworden dat veel, soms mysterieuze, ongelukken op zee terug te voeren zijn op deze natuurkracht. Eén geval in het bijzonder werd gedocumenteerd in 1995, toen een enorme golf van 26 meter hoog over het Noorse olieplatform Drubner brak. Verschillende methoden voor oceaanmonitoring hebben nu aangetoond dat watermuren zich herhaaldelijk opbouwen in verschillende oceaangebieden over de hele wereld.
Monsterlijke golfdynamiek aan de horizon
Onderzoekers hebben al modellen ontwikkeld om de factoren te beschrijven die deze extreme golven veroorzaken. In tegenstelling tot tsunami’s, die worden veroorzaakt door geologische invloeden, rimpelt het monster “rots” door middel van specifieke overlay-patronen. Er blijft echter onzekerheid bestaan en de risico’s van enorme regionale golven zijn moeilijk te voorspellen. Wetenschappers onder leiding van Dion Hafner van het Niels Bohr Instituut van de Universiteit van Kopenhagen zijn de modelleringsuitdaging opnieuw aangegaan. “Kortom, als je met een van deze golven te maken krijgt, is het gewoon pech. Ze worden veroorzaakt door een combinatie van vele factoren die nog niet in één risicobeoordeling zijn samengevat”, zegt Hafner.
Om dit fenomeen preciezer te karakteriseren, hebben hij en zijn collega’s nu voor het eerst uitgebreid gebruik gemaakt van de hulp van kunstmatige intelligentie. “In het onderzoek hebben we systematisch de causale variabelen geregistreerd die monstergolven genereren”, zegt Hafner. “Vervolgens hebben we kunstmatige intelligentie gebruikt om deze informatie over te brengen naar een model dat de waarschijnlijkheid van het genereren ervan kan berekenen.” Schaalgegevens over oceaanbewegingen onder specifieke omstandigheden, evenals diepten Water en andere oceanografische informatie. De wetenschappers combineerden dit vervolgens met informatie over de zeetoestand van meetboeien in 158 verschillende oceaangebieden. Samen bevat deze informatie karakteristieke gegevens voor meer dan een miljard golven , schreven de onderzoekers.
Niet alleen extreme exemplaren, waarvan sommige meer dan 20 meter hoog zijn, worden geclassificeerd als monstergolven: het team identificeerde bergen water die minstens tweemaal zo hoog zijn als de omringende golven als ‘abnormaal’, dat wil zeggen een golf met een monsterkarakter. . . “Uit onze analyse bleek dat dergelijke abnormale golven vaak voorkomen. In onze dataset hebben we zelfs 100.000 golven geregistreerd die kunnen worden gedefinieerd als megagolven. Maar dit zijn niet noodzakelijkerwijs monsters van grote omvang”, legt co-auteur Johannes Gemrich van de Canadian University of Victoria.”.
Mogelijkheid om de vaarroute te plannen
Het team gebruikte vervolgens verschillende kunstmatige intelligentie- of machine learning-methoden om de gegevens te verwerken en te evalueren. Het meest opvallende is dat deze methoden verbindingen in gegevens kunnen detecteren die moeilijk te identificeren zijn. In het huidige geval tussen bepaalde sterrenbeelden in de zee en de mogelijkheid van vorming van hevige golven. De AI-aanpak heeft inmiddels geleid tot een formule waarmee beschreven en voorspeld kan worden. Concreet betekent dit: op basis van beschikbare data over oceaanbewegingen kan dit algoritme onder bepaalde omstandigheden het risico voorspellen om getroffen te worden door een gigantische golf in een deel van de oceaan.
De resultaten toonden ook aan dat de dominante factor bij het creëren van extreme golven een speciale vorm van superpositie is. Twee golfsystemen kruisen elkaar en versterken elkaar voor een korte periode. “Als twee golfsystemen elkaar op zee ontmoeten op een manier die de kans vergroot op het genereren van hoge golftoppen en vervolgens diepere golfdalen, is het risico groot dat er enorme golven ontstaan”, zegt Hafner. Het algoritme kan nu laten zien wanneer deze combinatie van factoren de kans op monstergolven vergroot.
Volgens de onderzoekers zou dit de veiligheid van de scheepvaart ten goede kunnen komen: “Wanneer rederijen hun routes plannen, kunnen ze ons algoritme gebruiken om een risicobeoordeling te krijgen van hoe blootgesteld schepen zijn aan gevaarlijke golven op de route. Op basis hiervan kunnen ze vervolgens alternatieve opties kiezen.” routes”, zegt Hafner.”, waarin het potentiële toepassingspotentieel van de onderzoeksresultaten wordt samengevat.
Bron: Universiteit van Kopenhagen, gespecialiseerd artikel: Proceedings van de National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2306275120
“Analist. Schepper. Zombiefanaat. Fervente reisjunkie. Popcultuurexpert. Alcoholfan.”