Искусственный интеллект предсказывает физику будущих смещений разлома в лабораторных землетрясениях

Метод искусственного интеллекта, заимствованный из обработки естественного языка, может предсказывать будущее трение в разломе и время следующего срыва с высоким разрешением в лабораторных условиях. Техника, применяющая ИИ к акустическим сигналам разлома, развивает предыдущие работы, предсказывая аспекты будущего состояния физической системы разлома.

Это достижение открывает путь к потенциальному краткосрочному прогнозированию времени землетрясений в природных условиях. Как показало исследование, акустические сигналы, излучаемые лабораторным разломом, содержат информацию о будущей фундаментальной физике системы на протяжении всего цикла землетрясения.

В новом подходе команда из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе применила модель глубокого обучения-трансформер к акустическим эмиссиям для прогнозирования состояния трения. Ранее команда уже предсказывала время срыва разлома в лаборатории, используя различные методы машинного обучения для анализа данных о текущем состоянии системы. Однако новая модель делает шаг вперед, предсказывая будущее трение и время следующего события, используя только прошлые данные, без информации о будущем временном шаге.

«Следующая задача — сможем ли мы сделать это для Земли, чтобы предсказать, например, будущее смещение разлома. Это открытый вопрос, поскольку у нас нет таких длинных наборов данных для обучения модели, как в лаборатории», — отметил Пол Джонсон. Метод также может найти применение в других областях, например, в неразрушающем контроле материалов, предоставляя информацию о прогрессирующем повреждении конструкций.