近日，據(jù)中新社報道，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊與中國地震局合作，推出了號稱世界首個人工智能地震實時監(jiān)測系統(tǒng)——“智能地動”監(jiān)測系統(tǒng)。

據(jù)研究團(tuán)隊介紹，該系統(tǒng)在1秒之內(nèi)，不僅可獲得地震三要素（發(fā)震時間、震中、震級）信息，還能夠?qū)崟r分析震源機(jī)制，如破裂的斷層、方向等。讓地震的監(jiān)測，變得更加迅速和全面。

“以往情況下，地震發(fā)生后大約3-10分鐘，才會發(fā)布出來地震震源機(jī)制的報告。而有了智能地動系統(tǒng)，可以在地震破裂尚未到達(dá)區(qū)域的時候，把相關(guān)信息發(fā)布出去，對于防震減災(zāi)有非常大的意義。地震發(fā)生后，如能提前3秒接收預(yù)警信息，傷亡程度就會減少14%?！痹擁椖康难芯繂T介紹到。

媒體為什么抓錯了重點？

消息一出，該成果被媒體爭相報道。

世界首個人工智能地震監(jiān)測系統(tǒng)，14個大字，赫然占據(jù)了各大媒體的版面。

但多數(shù)媒體犯了一個事實錯誤，就是丟掉了“實時”二字。

雷鋒網(wǎng)了解到，把人工智能技術(shù)應(yīng)用于地震監(jiān)測，很多國家已開展此項研究多年，并且實現(xiàn)了一定程度上的工程化和應(yīng)用落地。

以日本REIS地震預(yù)警系統(tǒng)為代表的其他國家的地震自動預(yù)警系統(tǒng)為例，它們早已大量應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù)，進(jìn)行地震的分析和監(jiān)測。

因此，誰才是第一個人工智能地震預(yù)測系統(tǒng)？

婆說婆有理。

而中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊與中國地震局合作的“智能地動”監(jiān)測系統(tǒng)，某種程度上來講，它是全球首個AI地震預(yù)測實時系統(tǒng)，重點在于“實時”。

其實在研究團(tuán)隊接受視頻采訪時，受訪者也談到他們是首個“實時”的系統(tǒng)。

但在多數(shù)媒體報道的標(biāo)題中，實時二字不翼而飛，兩者看似差別不大，實則謬之千里。

實時背后的含義是：速度快，且同步進(jìn)行。

以全球公認(rèn)最為先進(jìn)的日本REIS地震預(yù)警系統(tǒng)，可在收到地震波信號5秒鐘后計算出地震位置和震級，約2分鐘后估計出地震破裂的震源機(jī)制；美國國家地質(zhì)調(diào)查局的自動速報系統(tǒng)需要3~5分鐘報出地震信息。

而中國的“智能地動”監(jiān)測系統(tǒng)，可在1秒內(nèi)計算出地震信息和震源機(jī)制，是世界最快的地震預(yù)警系統(tǒng)。

推算地震震源機(jī)制，是個比較耗時的過程。

中國的“智能地動”監(jiān)測系統(tǒng)，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫中匯集的上百萬個地震數(shù)據(jù)，結(jié)合地震學(xué)理論，快速處理正在發(fā)生的地震數(shù)據(jù)。不僅可推斷斷層的破裂方向、速度，還可以幫助預(yù)測海嘯、強(qiáng)余震的可能分布等信息。

目前，智能地動系統(tǒng)已經(jīng)在云南四川兩省的中國地震實驗場進(jìn)行試用。

快雖快，但它夠準(zhǔn)嗎？

在一秒內(nèi)處理出結(jié)果，速度世界領(lǐng)先，但它可以與以往一樣足夠精準(zhǔn)嗎？

根據(jù)中新社采訪視頻中談到的內(nèi)容稱，智能地動系統(tǒng)的一大特點是，有別于多數(shù)系統(tǒng)非常依賴人工處理和分析，該系統(tǒng)則主要基于深度學(xué)習(xí)。

可以推斷出，系統(tǒng)能在1秒內(nèi)得出預(yù)警報告，因為它幾乎完全借助機(jī)器進(jìn)行分析。

深度學(xué)習(xí)的特點，是當(dāng)算力和數(shù)據(jù)量足夠龐大時，機(jī)器在諸多場景中的表現(xiàn)，要明顯優(yōu)于人工。

但深度學(xué)習(xí)也存在一個弊病：即魯棒性較差。通俗講，就是表現(xiàn)不穩(wěn)定，尤其是遇到陌生的場景和情況時，系統(tǒng)容易出現(xiàn)誤判。

深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)是一個超級記憶體，機(jī)器以前見到過、學(xué)習(xí)過的現(xiàn)象（數(shù)據(jù)/特征），在下一次遇見時，它自己可以精準(zhǔn)判斷。而一旦遇到以往未曾見過的情況，誤判的可能性就會變大。

因此，如果用深度學(xué)習(xí)，實現(xiàn)準(zhǔn)確的地震監(jiān)測，系統(tǒng)便需要提前學(xué)習(xí)更大量、更多元、更多維度的標(biāo)注數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)從何而來？

單靠研究團(tuán)隊自行采集、公開域數(shù)據(jù)集、與地方地震單位合作，顯然還不夠。

據(jù)悉，中科大研究團(tuán)隊已將“智能地動”系統(tǒng)對外開放，通過搭建一個開放平臺，吸引世界各地其他研究團(tuán)隊，為此提供數(shù)據(jù)，眾人拾柴火焰高，提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。

對外開放，不失為一種良好的解決方案。

但數(shù)據(jù)的持續(xù)收集、清洗、標(biāo)注，以及要讓系統(tǒng)達(dá)在真實地震場景中，達(dá)到工程級、高魯棒性、迅速且超高精準(zhǔn)的監(jiān)測，或許還需要一段時間。

可以提前預(yù)測地震嗎？

新聞一出后，不少人發(fā)出疑問，“智能地動”系統(tǒng)能否提前預(yù)測地震？

首先我們要知道，“地震預(yù)警”和“地震預(yù)測”是兩個不同的概念。

地震預(yù)警，是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到設(shè)防區(qū)域前，向其提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報，以告知當(dāng)?shù)厝藗儾扇?yīng)急措施，盡可能減少傷亡。

地震預(yù)測是對尚未發(fā)生、但有可能發(fā)生的地震事件事先發(fā)出通告。

“智能地動”系統(tǒng)，其主要功能顯然是地震預(yù)警。

而地震的預(yù)測，直到現(xiàn)在，全世界都沒有一套成熟的研究成果。

由于地震事件涉及太多變量，從不同區(qū)域的地面構(gòu)成到地震板塊之間的相互作用類型，以及能量在波浪中穿過地球傳播的方式，理解這一切非常困難。

但這些年，不少人工智能科學(xué)家和地震學(xué)家已經(jīng)在開展通過人工智能預(yù)測中短期地震的研究。

其中，如美國康涅狄克大學(xué)費比·德福利爾斯團(tuán)隊，在2018年利用13.1萬多組地震及其余震的配對數(shù)據(jù)，訓(xùn)練了一種深度學(xué)習(xí)模型，此模型能在包含3萬多組地震—余震的獨立數(shù)據(jù)集中，識別并解釋余震出現(xiàn)地點的模式，且比庫侖破裂應(yīng)力變化的準(zhǔn)確度更高。

美國斯坦福大學(xué)科學(xué)家格里高利·百洛澤認(rèn)為，該結(jié)果強(qiáng)調(diào)了深度學(xué)習(xí)方法可提高余震預(yù)報的準(zhǔn)確度，并為進(jìn)一步了解地震激發(fā)機(jī)制提供了新見解。

雖然地震預(yù)測，任重而道遠(yuǎn)，但隨著未來對地震各種變量的理解和捕獲，以及對大量數(shù)據(jù)的采集，相信地震預(yù)測的前景，會變得愈加明朗。

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