{"id":172634,"date":"2019-06-03T11:30:27","date_gmt":"2019-06-03T09:30:27","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=172634"},"modified":"2019-06-03T11:30:27","modified_gmt":"2019-06-03T09:30:27","slug":"erdbeben-analyse-kuenstliche-intelligenz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/erdbeben-analyse-kuenstliche-intelligenz\/","title":{"rendered":"Dank K\u00fcnstlicher Intelligenz zu verbesserter Erdbebenanalyse"},"content":{"rendered":"<p>Weltweit gibt es t\u00e4glich ein paar Hundert Erdbeben, jedes Jahr mehr als eine Million. Die meisten sind mit einer St\u00e4rke von 1 bis 2 auf der Richterskala jedoch so schwach, dass sie nur durch empfindliche Instrumente wahrgenommen werden k\u00f6nnen. Erst Beben der St\u00e4rke 4 verursachen merkliche Ersch\u00fctterungen, bei St\u00e4rke 5 kann es Sch\u00e4den an Geb\u00e4uden geben. Auch Beben dieser St\u00e4rke gibt es mehr als 10.000 in einem Jahr.<\/p>\n<p>Sogar Beben mit einer St\u00e4rke von mehr als 7 passieren mehr als ein Mal pro Monat, Beben st\u00e4rker als 8 etwa ein Mal pro Jahr. Das st\u00e4rkste, jemals gemessene Erdbeben war das Valdivia Beben und fand am 22. Mai 1960 in Chile statt. Es hatte eine St\u00e4rke von 9,5 und l\u00f6ste einen 25 Meter hohen Tsunami aus. \u00dcbrigens bebt die Erde auch in Deutschland beinahe t\u00e4glich. Zwischen dem 1. Januar und dem 30. Mai 2019 wurden bereits 114 Beben mit einer St\u00e4rke zwischen 1 und 2,8 registriert.<\/p>\n<p>W\u00e4hrend die Beben in Deutschland aber keine Sch\u00e4den verursachen, kosten sie Menschen in vielen L\u00e4ndern der Erde nicht nur ihr Zuhause und Hab und Gut, sondern viel zu oft auch ihr Leben. Dabei sind es aber nicht immer die Hauptbeben, die am st\u00e4rksten sind und die gr\u00f6\u00dften Sch\u00e4den ausl\u00f6sen, oft sind es die eigentlich schw\u00e4cheren Nachbeben, die weit katastrophalere Auswirkungen haben. Dabei k\u00f6nnten viele Sch\u00e4den sicher abgemildert und Leben gerettet werden, wenn man diese Beben vorhersagen k\u00f6nnte.<\/p>\n<figure id=\"attachment_172631\" aria-describedby=\"caption-attachment-172631\" style=\"width: 500px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-172631\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/2019_072_Kuenstliche-Intelligenz-verbessert-Erdbebenanalyse-600x400.jpg\" alt=\"Erdbeben\" width=\"500\" height=\"333\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-172631\" class=\"wp-caption-text\">Erdbebenwellen optimal auszuwerten brauchte bislang viel menschliches Know-how. Mit dem neuronalen Netz des KIT lassen sich nun mehr Daten schneller auswerten. \u00a9 Manuel Balzer, KIT<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Neuronales Netz zur Lokalisierung des Epizentrums<\/h3>\n<p>Bei Erdbeben unterscheidet man grunds\u00e4tzlich zwei Arten: tektonische und vulkanische Beben. Die tektonischen Beben kommen viel h\u00e4ufiger vor als die vulkanischen und sind auch weit st\u00e4rker. Dabei breiten sich seismische Wellen durch die Erde aus, haupts\u00e4chlich Kompressions- oder Prim\u00e4rwellen (P-Wellen) und Scher- oder Sekund\u00e4rwellen (S-Wellen). Die schnelleren P-Wellen treffen zuerst an einer seismologischen Station ein, erst dann die langsameren S-Wellen. Beide k\u00f6nnen in Seismogrammen aufgezeichnet werden.<\/p>\n<p>Die Vorhersage von Erdbeben ist trotz immer besserer Technik auch heute noch nicht zuverl\u00e4ssig machbar. Am <a href=\"https:\/\/www.kit.edu\/\">Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie<\/a> (KIT) haben Forscher nun eine M\u00f6glichkeit gefunden, Erdbebenzentren genau zu lokalisieren. Dazu bestimmen sie mit einem neuronalen Netz die Ankunftszeit von seismischen Wellen. Im Fachjournal <a href=\"https:\/\/pubs.geoscienceworld.org\/\">Seismological Research Letters<\/a>, erkl\u00e4ren sie, dass K\u00fcnstliche Intelligenz die Daten ebenso genau auswerten k\u00f6nne wie ein erfahrener Seismologe.<\/p>\n<p>Die Ankunft der vielen Erdbebenwellen an der Seismometerstation \u2013 den sogenannten Phaseneinsatz \u2013 genau zu bestimmen, sei wichtig f\u00fcr das pr\u00e4zise Lokalisieren der Erdbebenereignisse, erkl\u00e4ren die Wissenschaftler. Erst dadurch k\u00f6nnten weitere exakte seismologische Auswertungen vorgenommen werden. Weiter k\u00f6nnte es auch m\u00f6glich sein, Nachbeben vorherzusagen, die manchmal schwerere Sch\u00e4den verursachen k\u00f6nnen als das erste Beben. Durch eine genaue Lokalisation von Erdbebenzentren lie\u00dfen sich auch physikalische Prozesse in der Tiefe besser unterscheiden, was wiederum R\u00fcckschl\u00fcsse auf den Aufbau des Erdinnern erlaube.<\/p>\n<figure id=\"attachment_172632\" aria-describedby=\"caption-attachment-172632\" style=\"width: 500px\" class=\"wp-caption alignright\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-172632\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/2019_072_Kuenstliche-Intelligenz-verbessert-Erdbebenanalyse_1-600x530.jpg\" alt=\"Erdbeben\" width=\"500\" height=\"442\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-172632\" class=\"wp-caption-text\">Aus den Daten der Seismometer (Dreiecke) in Chile rekonstruieren bislang Menschen die Lage der Erdbebenzentren (Kreise) \u00a9 J. Woollam et al<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Auswertung durch KI genauer als durch Seismologen<\/h3>\n<p>Die Auswertung der Seismogramme, das sogenannte Picken, geschieht traditionell von Hand. Das ist nicht nur sehr zeitaufw\u00e4ndig, eine gewisse Subjektivit\u00e4t des jeweiligen Seismologen kann auch die Genauigkeit beeintr\u00e4chtigen. Die bisher entwickelten Pickeralgorithmen f\u00fcr eine automatische Auswertung erreichten jedoch nicht die Genauigkeit des manuellen Pickens durch einen erfahrenen Seismologen, da verschiedene physikalische Prozesse das seismische Wellenfeld beeinflussen.<\/p>\n<p>Wissenschaftler am <a href=\"https:\/\/www.gpi.kit.edu\/\">Geophysikalischen Institut (GPI) des KIT<\/a>, an der <a href=\"https:\/\/www.liverpool.ac.uk\/\">University of Liverpool<\/a> und an der <a href=\"https:\/\/www.ugr.es\/en\/\">University of Granada<\/a> haben jetzt aber gezeigt, dass K\u00fcnstliche Intelligenz die Daten ebenso genau auswerten kann wie der Mensch. Sie setzten dazu ein faltendes neuronales Netz (Convolutional Neural Network \u2013 CNN) ein und trainierten es mit einem relativ kleinen Datensatz zu 411 Erdbebenereignissen im Norden von Chile. Das CNN bestimmte daraufhin die Einsatzzeiten von unbekannten P-Phasen und S-Phasen mindestens so genau wie ein erfahrener Seismologe beim manuellen Picken \u2013 und es war weit genauer als ein klassischer Pickeralgorithmus.<\/p>\n<p>\u201eUnsere Ergebnisse zeigen, dass K\u00fcnstliche Intelligenz die Erdbebenanalyse wesentlich verbessern kann \u2013 nicht nur bei gro\u00dfen Datenmengen, sondern auch bei begrenzter Datenlage\u201c, erkl\u00e4rt Professor Andreas Rietbrock vom GPI.<\/p>\n<p><strong>Das k\u00f6nnte Sie auch interessieren:<\/strong><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/hirntumoren-therapie-kuenstliche-intelligenz\/\">Bessere Therapie von Hirntumoren durch K\u00fcnstliche Intelligenz<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/kuenstliche-intelligenz-fehler-stromnetze\/\">K\u00fcnstliche Intelligenz zur Erkennung von Fehlern in Stromnetzen<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/kuenstliche-intelligenz-zur-erforschung-des-schwarmverhaltens\/\">K\u00fcnstliche Intelligenz zur Erforschung des Schwarmverhaltens<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/gratwanderungen-kuenstliche-intelligenz-in-der-medizin\/\">Gratwanderungen: K\u00fcnstliche Intelligenz in der Medizin<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/kuenstliche-intelligenz-vormarsch-muenchen\/\">K\u00fcnstliche Intelligenz weiter auf dem Vormarsch<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Weltweit gibt es t\u00e4glich ein paar Hundert Erdbeben, jedes Jahr mehr als eine Million. 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