پیش‌بینی زلزله با گوشی‌های هوشمند!

مجله دیجی کالا - زهرا غلامی: دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا اپلیکیشنی ساخته‌اند که با استفاده از آن گوشی هوشمند شما به یک دستگاه لرزه‌نگار تبدیل می‌شود. این اپلیکیشن که My Shake نام دارد، زلزله را حس کرده و چند ثانیه قبل از وقوع آن هشدار می‌دهد.


وقتی زلزله‌ای رخ می‌دهد، هشدار قبلی، حتی چند ثانیه زودتر، می‌تواند فاصله‌ی بین مرگ و زندگی باشد و تفاوت زیادی در آمار مرگ و میر ایجاد کند. اما بسیاری از کشورهایی که مستعد زلزله هستند، به شبکه‌های لرزه‌نگاری مجهز نیستند تا به شهروندان‌شان هشدار دهند که پناه بگیرند یا برق و گاز را قطع کنند. حالا گروهی از مهندسان به دنبال جایگزینی برای شبکه‌های لرزه‌نگاری گشتند و راه چاره را در گوشی‌های هوشمند یافتند. این مهندسان با بهره‌گیری از شتاب‌سنج گوشی‌های هوشمند اپلیکیشنی ساخته‌اند که می‌تواند زلزله‌های قوی را تشخیص داده و چند ثانیه قبل از رسیدن امواج لرزه‌ای مخرب هشدار دهند. اپلیکیشن My Shake می‌تواند به یک سیستم هشدار زلزله برای آسیب‌پذیرترین مناطق جهان تبدیل شود.

«جان ویدال» (John Vidale)، یک لرزه‌شناس در دانشگاه واشینگتون که در این مطالعه نقشی نداشت، می‌گوید: «این اولین بار نیست که محققان سعی کرده‌اند امکان هشدار زلزله را به یک میلیارد گوشی هوشمند جهان بیاورند. همه‌ی ما می‌دانیم که اگر گوشی‌های به اندازه‌ی کافی مجهز باشند، این روش جواب خواهد داد. اما در این مطالعه کارهایی انجام شده که نشان می‌دهد این قابلیت عملی شده است. آنها مطمئن هستند که این اپلیکیشن به درستی کار می‌کند.»

در مطالعات قبلی سعی شده بود که از تکان‌ها و لرزه‌های روزمره اطلاعات مربوط به یک زمین‌لرزه استخراج شود. اکثر محققان از حسگرهایی استفاده می‌کنند که در گوشی‌های هوشمند تعبیه شده، مثل شتاب‌سنج که یک حسگر حرکتی سه محوره است و جهت‌گیری گوشی را مشخص می‌کند یا سیستم موقعیت یابی GPS که موقعیت دقیق هر گوشی را در هر زمانی تعیین می‌کند. سال گذشته، گروه دیگری از دانشمندان نشان داده بودند که سیستم‌های موقعیت‌یابی GPS، به اندازه‌ی کافی دقیق هستند که بتوانند زمین‌لرزه‌ای به بزرگی حداقل ۷ ریشتر را تشخیص دهند. اما همانطور که همه می‌دانند، GPS باتری زیادی مصرف می‌کند. به این ترتیب، برای سیستم‌های هشداری که نیاز به نظارت مداوم دارند، کارایی ندارند.

قابلیت گوشی هوشمند در تشخیص زلزله، تنها بخشی از چالش‌های محققان است. چالش دیگر آنها طراحی الگوریتمی است که داده‌های ده‌ها هزار گوشی‌ هوشمند را جمع‌آوری کرده، میزان بزرگی و فاصله تا مرکز زلزله را تشخیص داده و یک هشدار به موقع صادر کند.

در این تحقیق جدید، محققان نشان می‌دهند که اپلیکیشن My Shake می‌تواند زمین‌لرزه‌هایی به بزرگی حداقل ۵ ریشتر و با فاصله‌ی ۱۰ کیلومتری از گوشی را تشخیص دهد. اعضای این تیم تحقیقاتی یک سال برای جمع‌آوری داده از گوشی‌های هوشمند وقت گذاشتند. این گوشی‌ها روی میز مخصوصی قرار داده شده بودند که لرزه‌ها و تکان‌های ناشی از یک زمین‌لرزه را شبیه‌سازی می‌کرد. سپس آن داده‌ها را با داده‌های برگرفته از حرکات و تکان‌های روزمره مقایسه کردند. «ریچارد الن» (Richard Allen)، نویسنده‌ی این مقاله و یک لرزه‌شناس در دانشگاه کالیفرنیا برکلی می‌گوید: «ما نشان دادیم که می‌توانیم با دقت ۹۳ درصد، زلزله‌ها را تشخیص دهیم.»


محققان دانشگاه کالیفرنیا اپلیکیشن My Shake را برای عموم مردم عرضه کرده‌ تا الگوریتم آن را در مقیاس بزرگی آزمایش کنند. بنابراین، این نسخه، هنوز هشدار صادر نخواهد کرد. اما اگر این برنامه از آزمایش‌ها موفق بیرون بیاید، سیستم هشداری آن احتمالا در اواسط سال میلادی جاری آماده خواهد بود. در حال حاضر، My Shake فقط برای گوشی‌های اندرویدی عرضه شده و نسخه‌ی iOS آن هم احتمالا در آینده ارایه خواهد شد. الن می‌گوید: «تعداد گوشی‌های اندرویدی در جهان بیشتر است، به همین خاطر، اول نسخه‌ی اندرویدی این برنامه را آماده کردیم.»

ویدال می‌گوید: «مقاله‌‌ی آنها واقعا خوب است و از روش مفید و جالبی استفاده کردند. نتایج آنها واقعا کاربردی است. ایده‌ای که آنها مطرح کرده‌اند، اگر به درستی اجرا شود، می‌تواند به یک سیستم استاندارد و تثبیت شده برای هشدار زلزله تبدیل شود.»

درواقع، سیستم هشداری گوشی هوشمند از بسیاری جهات می‌تواند عملکرد بهتری از شبکه‌های لرزه‌نگاری داشته باشد. ویدال می‌گوید که یک شبکه‌ی استاندارد، لرزه‌سنج‌های بی‌شمار ندارد، فقط در هر ۱۰ تا ۲۰ کیلومتر یک لرزه‌سنج کار گذاشته شده است. اما یک سیستم هشداری مبتنی بر گوشی هوشمند می‌تواند تراکم بیشتری داشته باشد و در نتیجه دقیق‌تر باشد. البته، زمان‌بندی هم مسئله‌ی مهمی است. سرعت یک سیستم در ارسال یک هشدار به عوامل مختلفی بستگی دارد که شامل میزان بزرگی لرزش، تعداد گوشی‌های هوشمندی که آن را تشخیص داده‌اند و فاصله‌ی گوشی‌ها از مرکز  زمین‌لرزه می‌شود. به عنوان مثال، محققان برآورد می‌کنند که این سیستم هشداری می‌تواند برای زلزله‌ی ۷٫۸ ریشتری که آوریل گذشته، در ۸۰ کیلومتری شمال کاتماندو (پایتخت نپال) اتفاق افتاد، ۲۰ ثانیه زودتر، هشدار دهد.

البته، این بدین معنی نیست که چنین سیستمی، جای شبکه‌های استاندارد را خواهد گرفت. ویدال اضافه می‌کند: «سیستم‌های شبکه‌ای استاندارد قابل پیش‌بینی‌تر از شبکه‌ی گوشی‌ها هستند و دستکاری نمی‌شوند.» اما در گوشی‌های هوشمند، کنترل بسیاری از موارد سخت خواهد بود؛ مثلا ممکن است که یکی از برج‌های آنتن‌دهی گوشی‌ها در اثر زلزله‌، آسیب ببیند و به زمین بیفتد. ویدال می‌گوید: «گوشی‌های هوشمند جایگزین سیستم‌های فعلی نخواهند شد، اما در کشورهایی که به شبکه‌های لرزه‌نگاری استاندارد مجهز نیستند، می‌تواند بسیار مفید باشد.»

‌