Animal Alerts: собаки навчать ШІ передбачати землетруси

Дослідники поставили штучному інтелекту завдання — попереджати про землетруси. Адже такі катаклізми залишаються найнебезпечнішим природним явищем як за кількістю жертв, так і за потужністю руйнівного впливу на інфраструктуру.
Згадаймо трагедію на Гаїті, де 2010 року загинуло понад 220 тисяч осіб, а щонайменше 300 тисяч було поранено. Крім того, близько 3 млн осіб (третина населення країни) залишилися без даху над головою. Не працювали водопроводи, електропостачання, а всі лікарні було зруйновано. 7-бальний землетрус ледь не знищив саму державність Республіки Гаїті — упродовж певного часу влада перебувала в руках вуличних банд. Знадобилися неймовірні зусилля з боку міжнародної спільноти, щоб відновити порядок.   

На жаль, методів протидії руху літосферних плит людство не винайшло, та й навряд чи це взагалі можливо. Так, сейсмологи вже вивчили природу лиха та визначили регіони підвищеного ризику. Але система раннього сповіщення завдяки датчикам підземних поштовхів не може дати владі й рятувальникам фору більше, ніж декілька годин або навіть хвилин.   

Водночас ніколи раніше люди не мали такого потужного інструменту прогнозування, як штучний інтелект. Наприклад, ШІ вже використовують для складання прогнозів погоди на тривалий період (ідеться про платформу Earth-2, яка моделює погодні умови на Тайвані на основі ШІ-моделі CorrDiff від Nvidia). Однак дані для синоптичних прогнозів (температура, вітер, активність Сонця, океанські течії) отримувати та інтерпретувати набагато простіше, ніж інформацію з глибини в десятки кілометрів від поверхні, де зароджуються землетруси.  

Та люди давно навчилися помічати нетипову поведінку тварин і комах задовго до підземних поштовхів. Перші письмові згадки про цей феномен з'явилися ще в античній Стародавній Греції 373 року до н.е. За кілька діб до землетрусу наші пращури помічали неспокій і хвилювання домашніх тварин та масову міграцію диких звірів.  

У сучасних Китаї та Японії раптова зміна поведінки тварин стала об'єктом пильної уваги з боку науковців, а відповідну інформацію навіть включили до системи раннього сповіщення про землетруси. Переломним вважається 1975 рік, коли влада китайського міста Хайчен, що розташоване в сейсмоактивному регіоні, організувала евакуацію 90 тисяч жителів після того, як була стривожена масовою дивною поведінкою собак, котів та інших тварин. Минуло буквально кілька годин, і землетрус силою 7,3 бала вщент зруйнував Хайчен.  

Цей випадок змусив спеціалістів зосередитися на дослідженнях поведінки тварин. Припущення, що тварини фіксують високочастотні звукові коливання під час тектонічних зсувів, виявилося недостатнім. Річ у тім, що таких вібрацій у природі безліч, але тварини якось вміють виділяти з цього різноманіття саме небезпечні звукові коливання. Тому встановлення датчиків, що реагують на високу частоту, не розв'язувало проблеми.  

Найбільш очевидним способом проаналізувати величезні масиви таких даних став штучний інтелект.   

Американська компанія PetPace, що спеціалізується на розробці ШІ-гаджетів для домашніх тварин, представила проєкт Animal Alerts. Основа ініціативи — біометричний нашийник для собак, завдяки якому вони допомагали б штучному інтелекту передбачати землетруси. Пристрій з безелектродними, неінвазивними датчиками зчитує біологічні показники тварин (стресові стани, пульс, серцебиття, температуру, дихання тощо).  

Біометричний нашийник для собак. Джерело: Animal Alerts

Біометричний нашийник для собак. Джерело: Animal Alerts

Усі ці дані автоматично передаються на ШІ-платформу, що визначає рівень стресу, який відчувають чотирилапі. Потім штучний інтелект зіставляє отримані дані з показниками сейсмоактивності, а також шукає закономірності між поведінкою собак і змінами погоди, силою вітру, сходженням снігових лавин, навантаженням на інфраструктуру регіону та безліччю інших чинників. У такий спосіб система намагається виокремити піки фізіологічних реакцій тварин, які характерні саме для підземних поштовхів.  

Собак обрали для експерименту невипадково — адже вони є постійними супутниками людей на всіх континентах і в усіх місцях проживання. З огляду на те, що у світі щороку реєструють близько 360 тисяч землетрусів (від найслабших поштовхів до руйнівних лих), потік одержуваної від ШІ-нашийників інформації повинен бути максимально релевантний.   

Ініціативу поки що розгорнуто в столиці Перу — місті Ліма. Держава розташована в сейсмонебезпечній зоні: з 1900 року перуанська столиця пережила 3 землетруси магнітудою понад 8 балів. А з початку 2024 року в Лімі сталися вже 53 землетруси магнітудою до 5,2 бала. Отже, якщо значні групи тварин у різних районах міста відчувають у певні моменти однотипний стрес, то це й може бути сигналом про те, що невдовзі станеться стихійне лихо.  

Щоб прогнози, які зроблені з урахуванням поведінки домашніх улюбленців, змогла побачити максимальна кількість людей, медіапартнери Animal Alerts погодилися передавати відповідні геотаргетовані сповіщення на гаджети жителів Ліми, інтернет-ресурси, цифрові білборди та місцеве радіо. Аби залучити до моніторингу максимальну кількість домашніх тварин, команда проєкту влаштовує відповідні просвітницькі заходи.   
Існує нагальна потреба в інноваційних підходах до попередження населення перед землетрусом. Ба більше, інфраструктура Ліми надзвичайно уразлива до сейсмічної активності. Тому своєчасне сповіщення від Animal Alerts може допомогти врятувати безліч життів
підсумовує Карлос Г. Браун, експерт з управління ризиками щодо стихійних лих неурядової організації TECHO Перу.
Невідомо, чи буде експеримент успішний. Але такий простий спосіб забезпечити людство надійним механізмом раннього сповіщення про землетруси точно варто було випробувати.