El Instituto Internacional de Investigación de la Ciencia de los Desastres de la Universidad de Tohoku, el Instituto de Investigación de Terremotos de la Universidad de Tokio y Fujitsu Laboratories han desarrollado un exitoso modelo de IA que permitirá a los equipos de gestión de desastres predecir las inundaciones por tsunami en las zonas costeras, casi en tiempo real. Para ello, aprovecharán la potencia de cálculo del superordenador más rápido del mundo, Fugaku, desarrollado conjuntamente por RIKEN y Fujitsu.
Como parte de esta iniciativa, se llevaron a cabo numerosas simulaciones de tsunamis de alta resolución utilizando el superordenador Fugaku. Posteriormente, se creó un nuevo modelo de IA utilizando como datos de entrenamiento formas de onda de tsunami simuladas en alta mar y condiciones de inundación costera.
Tecnología al servicio de la predicción
En caso de que se produzca un terremoto real, según explica Fujitsu, “la introducción de datos de ondas de tsunami observadas en alta mar en este modelo de IA, recién creado, permitirá predecir las condiciones de las inundaciones en las zonas costeras antes de la llegada a tierra, con una alta resolución espacial”.
Esto facilitará obtener, con mayor precisión y rapidez, datos detallados sobre la previsión de inundaciones en zonas específicas, ofreciendo una visión crítica de los efectos de las olas localizadas en las infraestructuras circundantes, como edificios y carreteras de las zonas urbanas costeras. “Además, el modelo de IA, probado de antemano con Fugaku, puede ejecutarse en cuestión de segundos en ordenadores normales, lo que facilita mucho la creación de sistemas prácticos de predicción de inundaciones en tiempo real, que antes requerían superordenadores”, detalla.
En última instancia, esta tecnología ofrece la posibilidad de que los equipos de gestión de catástrofes tomen medidas de mitigación y evacuación, casi en tiempo real y basadas en datos.
Iniciativa desarrollada
Aprovechando la potencia de cálculo excepcionalmente rápida del superordenador Fugaku, los miembros del proyecto generaron datos de entrenamiento para 20.000 posibles escenarios de tsunami basados en simulaciones de alta resolución en unidades de tres metros. Al entrenar un modelo de IA con estos 20.000 conjuntos de datos, fue posible construir un modelo de IA que puede predecir la inundación de zonas terrestres con una resolución igualmente alta, a partir de los datos de la forma de onda del tsunami observados en alta mar, en el momento de un terremoto.
Para el modelo de IA, se desarrolló una nueva tecnología de aprendizaje profundo, con una configuración de IA en dos etapas. Primero acerca la situación de las inundaciones en tierra con una resolución aproximada y a partir de las formas de onda del tsunami observadas en alta mar. A continuación, la IA se utiliza para aumentar la resolución de las condiciones de inundación estimadas y optimiza el rendimiento del cálculo para el aprendizaje automático en Fugaku.
Planes futuros
En el futuro, las tres organizaciones contribuirán a las medidas de prevención de catástrofes por tsunami en Japón y a nivel internacional, promoviendo la expansión de la tecnología de IA y la evaluación de la precisión de las predicciones, para ayudar a acelerar la aplicación de la tecnología en el mundo real.
Fuente: Füture