Молнии считаются одним из самых непредсказуемых и опасных природных феноменов. Их природа веками оставалась тайной для человечества, и только в XVII-XVIII вв. учёные несколько приблизились к её разгадке. С тех пор наука сделала ощутимый шаг вперёд, а на днях исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) представили миру алгоритм машинного обучения, способный предсказывать молнии за 30 минут до появления разряда.
Молнии представляют собой опасность для людей и техники. С тех пор, как люди разгадали природу этого феномена, учёные занялись разработкой систем предсказания молний. Существующие сегодня технологии работают слишком медленно и основываются на данных, получаемых из весьма специализированных и дорогостоящих источников – высокоточных радаров или спутников. Работа методики, разработанной учёными Федеральной политехнической школы Лозанны, основывается на информации, доступной любой метеостанции. Система EPFL использует алгоритм машинного обучения, который распознаёт природные условия, предшествующие разряду молнии.
По словам аспиранта EPFL Амирхоссейна Мостаджаби, который стал инициатором создания алгоритма, система анализирует показатели атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, а также скорость ветра. Кроме того, искусственный интеллект использует обширные архивные данные об электрической активности, связанной со специфическими метеорологическими обстоятельствами. Команда учёных EPFL применила существующие системы, определяющие местоположение грозовой активности, для обучения алгоритма, а затем и для оценки точности полученных предсказаний. Когда искусственный интеллект научился находить взаимосвязь между погодными параметрами и записями о грозовой активности, точность его предсказаний выросла до 80%.
Ранее японские учёные выяснили, что разрядам молний предшествуют вспышки гамма-излучения. С помощью специальных датчиков можно отслеживать места скопления гамма-энергии для точного предсказания того, где стоит ожидать следующей вспышки молнии, однако для реализации этой идеи необходимо дорогостоящее оборудование. Исследователи EPFL добились создания первой в мире системы, способной предсказывать молнии на основе общедоступных данных о погодных условиях. Кроме того, алгоритм обрабатывает актуальную информацию о довольно обширных участках местности, окружающих метеостанции. Потому искусственный интеллект способен предсказывать появление молнии в радиусе около 29 километров.
Исследовательская работа, детально описывающая этапы создания и тестирования алгоритма, была опубликована в научном журнале Nature. Учёные уверены, что их изобретение позволит обеспечить бесперебойную работу чувствительной техники. Кроме того, технология повысит безопасность различных видов деятельности, для которых грозовая активность представляет особую угрозу – например, авиации, мореплавания, строительства и т. п.
