Z umetno inteligenco do napovedi udara strele

Strele so strah in trepet kmetov, ki jim požarji zaradi njih vsako leto uničijo delež pridelka, številnih pohodnikov in drugih ranljivih skupin po vsem svetu. Udari strel so razlog za več smrti kot jih povzročijo tornadi in orkani.

Ker je bilo napovedovanje udarov strel doslej nemogoče, se s tematiko ukvarjajo številne skupine raziskovalcev po vsem svetu. Nedavno so iz Politehnične fakultete Univerze v Lozani sporočili, da menijo, da lahko udare napovejo s pomočjo umetne inteligence.

S pomočjo standardnih meteoroloških podatkov in strojnega učenja (angl. machine learning) so znanstveniki izoblikovali razmeroma preprost in cenovno dostopen sistem, ki lahko napoveduje udare strele v časovnem razmiku od 10 do 30 minut in na območju polmera 30 kilometrov.

“Pri oblikovanju modela za napovedovanje smo uporabili tehnike strojnega učenja za uspešno preprečevanje bližnjih in oddaljenih nevarnosti strele s pregledovanjem meteoroloških parametrov na enem mestu,” so avtorji zapisali v novem članku, objavljenem v začetku tega meseca v reviji Climate and Atmospheric Science.

Pri uporabljeni metodi, ki je nasprotje napovedovanja, gre za testiranje matematičnega modela na podlagi preteklih podatkov. Z njim lahko pridobimo dobro sliko tega, kar se bo dogajalo. Če se rezultati modela ujemajo z že znanim rezultatom s terena, gre za ujemanje predpostavke in uspeh. V tem primeru so raziskovalci lahko uporabili podatke o preteklih udarih strele, da so sestavili algoritem, ki bi nato lahko napovedoval nove udare strele.

Da bi jim to dejansko uspelo, je ekipa v delo vključila algoritem strojnega učenja za prepoznavanje vremenskih razmer, ki običajno vodijo do udara strele. Konkretno so uporabili štiri spremenljivke, vključno z zračnim tlakom, temperaturo zraka, relativno vlažnostjo in hitrostjo vetra. Podatke so pridobili iz 12 švicarskih vremenskih postaj v mestnem in gorskem okolju med leti 2006 in 2017.

Po uspešnem zaključku testne faze so z algoritmom pravilno napovedali 80 % udarov strele. Gre za prvi primer, ko je preprost model, podprt z meteorološkimi podatki, samo s tekočimi izračuni napovedal udar strele. Ker temelji na že obstoječih podatkih, je cenovno ugoden in primeren za ponovitve.

Podrobnosti o metodologij raziskovalci niso razkrili, poudarjajo pa, da gre za prvi model, ki za delovanje uporabi podatke meteoroloških postaj in ne zahtevnih radarskih ali satelitskih slik.