Опасные волны-убийцы, представляющие собой огромные и непредсказуемые морские волны, могут угрожать жизни моряков и повреждать суда. В ответ на эту проблему исследователи из Университета Мэриленда создали систему, использующую нейронные сети для раннего предупреждения о таких волнах, что может значительно повысить безопасность на море.
Волны-убийцы, которые в два раза превышают высоту окружающих их волн, представляют серьезную угрозу для морских судов и платформ. Эти волны долгое время были известны только по рассказам моряков, пока в 1995 году не была зафиксирована волна высотой 25,6 метра, ударившая по газовой платформе Draupner в Северном море. В последующие годы были зарегистрированы другие случаи, включая трагический инцидент с круизным судном Viking Polaris в 2022 году, когда волна унесла жизнь пассажира.
Хотя недавние исследования показывают, что волны-убийцы встречаются реже, их сила возрастает, что подчеркивает необходимость разработки систем, способных предсказывать их появление. В прошлом году команда ученых из Копенгагенского университета использовала искусственный интеллект для анализа данных с буев по всему миру и выявила, что эти волны возникают в результате линейной суперпозиции двух волновых систем.
Теперь исследователи из Университета Мэриленда применили аналогичный подход, обучив нейронную сеть на 14 миллионах выборок данных о высоте морской поверхности, собранных с 172 буев. Целью исследования было выявление условий, при которых могут возникать волны-убийцы. В результате тестирования новая система продемонстрировала точность предсказания аномальных волн на уровне 75% за одну минуту до их появления и 73% за пять минут.
Хотя эти результаты обнадеживают, исследователи отмечают, что система все еще нуждается в доработке. "Примерно три из четырех аномальных волн могут быть предсказаны, но это также означает, что одна из четырех остается непредсказуемой, и существует риск ложных сигналов тревоги", — отмечают авторы исследования. Для повышения точности системы необходимо использовать более мощные архитектуры нейронных сетей и добавлять дополнительные данные, такие как скорость ветра и глубина воды.
Соавтор исследования Томас Брейнунг подчеркивает, что текущая нейронная сеть позволяет делать лишь ограниченные выводы о физике волн-убийц. "Мы намерены использовать подобные подходы для более глубокого понимания этих явлений", — добавляет он. Балакумар Балачандран, другой автор работы, отмечает, что разработанный метод может быть применен и в других областях, связанных с экстремальными событиями, такими как изменения климата и процессы горения.