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Prevedere i terremoti: il più grande sogno della AI

Intelligenza artificiale. Sfruttando le stesse tecniche del riconoscimento vocale, gli scienziati stanno scoprendo piccoli terremoti nascosti nei dati che dovrebbero aiutare ad anticipare i più grandi eventi sismici

intelligenza terremoti

Antonino Caffo

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Usare l'Intelligenza Artificiale per prevedere i terremoti? Si, è possibile e c'è chi lo sta già facendo o quasi. L'Università di Harvard, a febbraio di quest'anno, ha presentato un progetto che permette di rilevare impercettibili scosse interne della Terra, con una media che è 17 volte superiore quella dei metodi tradizionali.

Conoscere il rumore

Il software sviluppato da Thibaut Perol e dai suoi colleghi esperti di deep learning (una branchia dello studio AI) è simile a quello che nei nostri smartphone converte la voce di una persona in un comando per l'assistente di turno, che si tratti di Siri, Google Assistant o Bixby (ma anche Alexa su speaker Amazon). Tutto gira intorno al riconoscimento di chiavi di senso, che attivano i comandi, in un ambiente dove c'è sempre una sorta di rumore.

Quello che Siri e co. fanno è isolare le parole dal resto, per carpire in esse una certa azione. Per i sismografi, questo vuol dire eliminare i normali rumori geologici (il cosiddetto "rumore sismico ambientale") per individuare segnali peculiari che accompagnano i terremoti, anche molto piccoli e lontani.

Sperimentata negli USA

La tecnica è stata adottata, per la prima volta, nello stato dell'Oklahoma, ben poco conosciuto per i terremoti (nonostante un picco nel 2015, poi rientrato). Proprio per questo, scovare flebili indicazioni di un sisma non è semplice nel bel mezzo degli Stati Uniti, non quanto lo sarebbe sulla costa occidentale, ad esempio in California. A conti fatti, una volta affinata e resa più sensibile, la tecnologia saprà riconoscere terremoti ovunque, partendo dalle zone meno soggette ai luoghi a rischio.

Come funziona

Per fare ciò, i ricercatori hanno realizzato una rete neurale convoluzionale, basata cioè su un'organizzazione simile alla corteccia visiva animale, che sa distinguere immagini, suoni e linguaggi, per riconoscere rumori di fondo coerenti con gli assestamenti del terreno, impreziosendo così i database dei centri specializzati.

Come tutte le reti neurali, il software analizza gli input sonori imparando di volta in volta a eliminare quelli estranei o non conformi e mantenendo solo le informazioni migliori, creando schemi comuni da utilizzare successivamente. Come se non bastasse, l'Intelligenza Artificiale è anche in grado di identificare l'ubicazione approssimativa dei singoli terremoti, incrociando i modelli con i dati storici dell'area in cui è stato notato il tremore. Stando a Perol, una tecnologia del genere può individuare segni di sisma da magnitudo zero (ma pure -1) a superiori, di cui normalmente nessuno si sarebbe mai accorto per via del disturbo della natura.

Riconoscere per prevedere

La domanda da porsi è: può l'AI arrivare a prevedere i terremoti in giro per il mondo? Se lo studio attuale serve per comprendere quelli che stanno accadendo in tempo reale e dalle dimensioni minime, sviluppi ulteriori andranno oltre, permettendo di costruire analisi predittive sicuramente utili allo scopo anticipatorio. In che modo? Il machine learning, cioè l'apprendimento automatico degli algoritmi informatici può studiare le piccole increspature del terreno quando avvengono in rapida successione, come accade ad esempio prima di un evento più grande e potenzialmente dannoso.

Parei discordi

L'idea di usare l'Intelligenza Artificiale per prevedere, e non solo rilevare, i terremoti è eccitante, ma la comunità sismologa è divisa. Lo United States Geological Survey, organo principale per lo studio geologico negli States, più di una volta ha negato la possibilità di previsione, spiegando che né noi, né qualsiasi scienziato ha mai previsto un grande terremoto. Non sappiamo il come e il quando e non lo sapremo in futuro. Il nostro lavoro si concentra sul migliorare la sicurezza delle strutture piuttosto che realizzare ipotesi a breve termine.

Ma da Harvard non mollano: ?Questo è il livello uno. Dobbiamo imparare a distinguere i terremoti per capire cosa sta succedendo sulla Terra. Guardare questi eventi minori potrebbe dirci qualcosa in più su quelli maggiori, il che diventerà fondamentale quando avanzeremo nella ricerca?.

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