在地震等自然災(zāi)害面前，人類(lèi)總是顯得很渺小，希望可以提前獲知，做好撤離和其他準(zhǔn)備工作。然而，雖然人類(lèi)研究地震預(yù)測(cè)已超過(guò)千年，但始終無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

近日，英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員宣布，他們利用機(jī)器學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)室的模擬狀態(tài)下成功預(yù)測(cè)了地震。雖然還處在實(shí)驗(yàn)室階段，但人工智能為我們預(yù)測(cè)地震提供了另一個(gè)角度。

AI 可以聽(tīng)懂地震的「語(yǔ)言」

研究人員們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)導(dǎo)致地震的隱藏信號(hào)——一種特殊的聲音。這種聲音由地殼的斷層運(yùn)動(dòng)所發(fā)出，而地殼的斷層運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是地震的主因，機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠找到這種運(yùn)動(dòng)發(fā)出聲音中的規(guī)律，評(píng)估斷層的壓力以及發(fā)生斷裂所需時(shí)間，最終進(jìn)行精確預(yù)測(cè)。

研究人員使用了模擬實(shí)際地震的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，他們?cè)趯娱g放置巖石混合物來(lái)模擬真實(shí)斷層，然后將采集到的地層運(yùn)動(dòng)所發(fā)出的聲音送入機(jī)器學(xué)習(xí)算法當(dāng)中，最后利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)分析地震時(shí)的聲信號(hào)并研究它的模式。

研究人員表示，機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠識(shí)別聲音中的特定模式，這些聲音之前被認(rèn)為只不過(guò)是噪音，而它們產(chǎn)生于地震發(fā)生的很久之前。他們表示，這種聲音模式的特點(diǎn)還可以用于估計(jì)地震之前剩余的時(shí)間，因?yàn)檫@種聲音會(huì)隨著地震的接近越來(lái)越響。

劍橋大學(xué) Colin Humphreys 表示，「這是機(jī)器學(xué)習(xí)第一次被用于分析聲學(xué)數(shù)據(jù)，以預(yù)測(cè)何時(shí)會(huì)發(fā)生地震，在地震真正發(fā)生的很久之前就做出預(yù)測(cè)，這樣就可以提供足夠的報(bào)警時(shí)間——機(jī)器學(xué)習(xí)的能力真的是不可思議的?！?/p>

準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震還有很長(zhǎng)的路

從某種程度上來(lái)講，地理學(xué)家很早就能對(duì)地震做出預(yù)測(cè)，然而他們的預(yù)測(cè)只能稱(chēng)得上是估算，他們會(huì)根據(jù)以往的經(jīng)歷觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)未來(lái)的地震進(jìn)行周期性的預(yù)測(cè)，這種預(yù)測(cè)方式有時(shí)會(huì)有著很大的誤差。

為了提高地震預(yù)測(cè)的精度，科學(xué)家研究了大量地震前的征兆：前震、電磁干擾、地下水文變化——甚至是不尋常的動(dòng)物行為，不過(guò)這些嘗試似乎都不太奏效。

而機(jī)器學(xué)習(xí)的加入，為提高地震預(yù)測(cè)的精確度帶來(lái)了可能。研究人員將「模擬地震」發(fā)生之前，之中、和之后測(cè)量的大量數(shù)據(jù)輸入到機(jī)器學(xué)習(xí)算法當(dāng)中，然后，通過(guò)算法篩選數(shù)據(jù)，查找當(dāng)人造地震發(fā)生時(shí)發(fā)出信號(hào)的可靠模式，從而提高地震的預(yù)測(cè)精度。

不過(guò)，目前這種方法還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，而真實(shí)地震要復(fù)雜得多：真實(shí)地震中的壓力，要比實(shí)驗(yàn)中大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，巖石溫度不同也會(huì)造成聲波差異。

研究人員也表示，該方法是否有效，自然要看其在真實(shí)環(huán)境下預(yù)測(cè)地震的表現(xiàn)。所以，研究的下一個(gè)目標(biāo)將會(huì)是，在盡可能接近實(shí)驗(yàn)環(huán)境的條件下進(jìn)行地震預(yù)測(cè)。不過(guò)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震這項(xiàng)工作相當(dāng)繁雜，未來(lái)還有很長(zhǎng)的路要走。