Geolog Gustavo Béjar López postavio je pet novih i iskoristio četiri postojeće seizmičke stanice na padinama Volcán de Fuego kako bi snimao signale koje proizvode lahari. Korišćenjem prilagođenog K-Nearest Neighbors (KNN) algoritma, tim je uspeo da pouzdano prepozna srednje i velike lahare i u nekim slučajevima detektuje tokove do 20 minuta pre dolaska. Rešenje je jeftino, energetski štedljivo i pogodno za regije sa ograničenim resursima; INSIVUMEH planira njegovu integraciju u sistem nadzora.
U trci s vremenom: Kako AI pomaže da se predvide smrtonosni lahari na Volcán de Fuego
In June 2024, early career geologist Gustavo Béjar López traveled to Guatemala for a project aimed at using artificial intelligence to automatically detect and potentially forecast deadly mudslides called lahars at Volcán de Fuego.Gustavo Béjar López
Na strmim, nestabilnim padinama Volcán de Fuego u zapadnoj Gvatemali, geolog Gustavo Béjar López postavio je seizmičke stanice i koristi veštačku inteligenciju kako bi ranije otkrio lahare — zastrašujuće vulkanske blatne tokove koji mogu odneti živote i naselja.
This drone photograph shows Fuego's active crater. The volcano's eruption in 2018 killed hundreds of people.Gustavo Béjar López
Šta su lahari i zašto su opasni?
Lahari su guste mešavine pepela, krša i vode koje se kreću kao vlažni beton. Mogu biti pokrenuti erupcijama, ali često nastaju i bez erupcije — kao posledica obilnih padavina ili topljenja snega. Pri brzini i masi koje dostižu, lako preoraju korita reka i unište sve na putu; najpoznatiji primer je katastrofa u Armeru 1985. kada je poginulo najmanje 20.000 ljudi.
Two of Béjar's colleagues Amilcar Caldera of INSIVUMEH and Gregory Waite of Michigan Tech inspect real-time seismic waveforms generated by an active lahar along Fuego's slopes in an area called Barranca Ceniza.Gustavo Béjar López
Kako rade seizmometri i gde ulazi AI?
Béjar i tim su na Fuego postavili pet novih seizmičkih stanica i iskoristili četiri postojeće. Seizmometri beleže vibracije tla — od vulkanskih eksplozija do šuštanja vegetacije — i stvaraju digitalne "otisak" događaja. Kada lahari prolaze, interakcija blata i podloge proizvodi karakteristične seizmičke signale.
The researchers combined AI-enabled detection with in-person camera and drone observations of lahars, like this one in its final stage.Gustavo Béjar López
„Seizmometri su kao mikrofon za zemlju,“ kaže Béjar. „Iz signala možemo iščitati veličinu toka, brzinu i koncentraciju sedimenta.“
Algoritam i praktična primena
Tim je optimizovao K-Nearest Neighbors (KNN) algoritam da upoređuje nove seizmičke zapise sa kuriranim skupom označenih događaja (lahar / ne-lahar). Prednost KNN-a je što je jednostavan, zahteva malu procesorsku snagu i može da radi na jeftinim računarima — što ga čini pogodnim za zemlje sa ograničenim resursima.
Gustavo Béjar López stands on the neighboring Volcán Acatenango with Fuego in the background.Gustavo Béjar López
Rezultati i ograničenja
Na Fuego algoritam pouzdano prepoznaje srednje i velike lahare i u nekim slučajevima signal ukaže na vreme detekcije i do 20 minuta pre nego što tok stigne do monitoring-stanice. Ipak, sistem ima poteškoće sa manjim laharima i može da zahteva dodatnu kalibraciju zbog lažnih uzbuna ili varijacija u lokaciji stanica.
Šira primena i značaj
Projekat je finansiran putem grantova Nacionalne naučne fondacije (NSF) i National Geographic Society, a INSIVUMEH planira integraciju algoritma u svoj nadzorni sistem. Metod se može primeniti i na druge vulkane sa rizikom od lahara, poput Mount Rainiera i Cotopaxija. Prednost je niska cena implementacije i mogućnost brzog širenja na druge lokalitete.
Zašto je to važno: Ranija detekcija, pa i nekoliko minuta pred dolazak lahar-a, može spasiti živote omogućavanjem ranog upozorenja i evakuacije. Kombinacija seizmometrije i AI predstavlja praktičan i isplativ alat za smanjenje rizika u ugroženim zajednicama.
Napomena: Metoda nije zamena za sveobuhvatne sisteme za upravljanje rizikom — uspeh zavisi od gustine mreže senzora, kvaliteta podataka i stalne saradnje sa lokalnim nadležnim institucijama.
Pomozite nam da budemo bolji.
