รับมือธรรมชาติ ! เดนมาร์กพัฒนา AI ช่วยทำนายการเกิดคลื่นคลั่งในมหาสมุทร

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน ประเทศเดนมาร์ก ได้พัฒนาสมการทางคณิตศาสตร์ที่สามารถทำนาย "คลื่นคลั่ง หรือ โรกเวฟ (Rogue Waves)" ในมหาสมุทรได้ โดยนักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการวิเคราะห์เชิงสาเหตุ (Causal Analysis) เข้ามาผสมผสานกันจนสามารถสร้างสมการนี้ได้

โรกเวฟคือคลื่นขนาดใหญ่ที่ทรงพลังและอันตราย โดยปกติจะสูงกว่าคลื่นที่อยู่รอบ ๆ ประมาณ 2 เท่า หน้าคลื่นชันและเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน คาดเดาได้ยาก มันสามารถทำให้เรือพลิกคว่ำหรือเรือแตกได้ และนักวิทยาศาสตร์ยังหาสาเหตุการเกิดคลื่นที่แน่ชัดไม่ได้ ซึ่งโรกเวฟที่เคยบันทึกว่าสูงที่สุดคือ 17.6 เมตร หรือสูงประมาณตึก 5 ชั้น เกิดที่รัฐบริติช โคลัมเบีย ประเทศแคนาดาเมื่อปี 2020 และพบว่ามันสูงกว่าคลื่นโดยรอบเกือบ 3 เท่า ด้วยความอันตรายแบบนี้บางทีจึงถูกเรียกว่า คลื่นแปลกประหลาด (Freak Waves) คลื่นสัตว์ประหลาด (Monster Waves) คลื่นนักฆ่า (Killer Waves) ฯลฯ

นอกจากนี้ โรกเวฟมันแตกต่างจากสึนามิ เนื่องจากสึนามิเกิดจากแรงที่มากระทำกับน้ำทะเลอย่างรุนแรงและกะทันหัน เช่น ดินถล่ม แผ่นดินไหว ภูเขาไฟปะทุ 

โดยงานวิจัยนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มจากการป้อนข้อมูลเกี่ยวกับคลื่นมหาสมุทรจำนวนมากเข้าไปยังระบบ AI โดยได้รวบรวมข้อมูลมาจากทุ่นลอยน้ำ 158 จุดทั่วโลก ทุ่นเหล่านี้ทำงานตลอด 24 ชั่วโมง และรวบรวมข้อมูลคลื่นเทียบเท่า 700 ปี ซึ่งมีบันทึกข้อมูลการเกิดคลื่นมากกว่า 1,000 ล้านครั้ง

ดิออน ฮาฟเนอร์ (Dion Häfner) อดีตนักศึกษาปริญญาเอกที่สถาบันนีลส์ บอร์ (Niels Bohr) ในมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน และเป็นผู้นำวิจัยครั้งนี้กล่าวว่าในอดีตการโดนโจมตีด้วยคลื่นยักษ์ ถือเป็นเพียงโชคร้ายในการเดินเรือเท่านั้น แต่อันที่จริงคือมันเกิดจากสาเหตุหลายอย่าง เช่น อาจจะเกิดจากลม กระแสใต้น้ำ หรือการผสมกันของโรกเวฟ 2 ลูก ฯลฯ จนกระทั่งปัจจุบันก็ยังไม่มีการนำสาเหตุเหล่านี้มาประเมินความเสี่ยง ทั้งนี้ในการศึกษาได้นำตัวแปรต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดคลื่นยักษ์มาสร้างเป็นแผนที่ จากนั้นใช้ AI รวมมันเข้าด้วยกันเพื่อสร้างเป็นแบบจำลอง ซึ่งสามารถคำนวณความน่าจะเป็นในการเกิดคลื่นยักษ์ได้ 

ปัญญาประดิษฐ์ (AI) จะวิเคราะห์ว่าโรกเวฟเกิดขึ้นจากปัจจัยอะไรบ้าง จากนั้นจะอาศัยข้อมูลเหล่านี้สร้างออกมาเป็นสมการ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ก็จะสามารถนำสมการนี้ไปใช้งานในอนาคต และยังทำความเข้าใจโรกเวฟได้ดีขึ้น รวมถึงอาจจะทำนายการเกิดโรกเวฟได้ โดยนักวิจัยเชื่อว่ามันจะสามารถช่วยเรือบรรทุกสินค้า 50,000 ลำ ตัดสินใจและวางแผนการเดินเรือให้ปลอดภัยมากขึ้นได้

“เนื่องจากปกติบริษัทขนส่งจะวางแผนเส้นทางการเดินเรือล่วงหน้าอยู่แล้ว ดังนั้นพวกเขาจึงสามารถใช้อัลกอริทึมของเราเพื่อประเมินความเสี่ยงการเกิดคลื่น จากนั้นสามารถที่จะปรับเปลี่ยนเส้นทางใหม่ได้”

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสารของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (Proceedings of the National Academy of Sciences หรือ PNAS) เมื่อวันที่ 20 พฤศจิกายน 2023

ที่มาข้อมูล Interestingengineering, PNAS

ที่มารูปภาพ Pixabay