این زبان با ماشین ترجمه شده و توسط انسانی بازبینی نشده است.

هوش مصنوعی · خبر

ابزار هوش مصنوعی محققان دانشگاه ساو پائولو که مسیر و شدت طوفان را تا 30 دقیقه قبل پیش‌بینی می‌کند

انتشار:

Brasão USP
تصویر: José Wasth Rodrigues · Public domain · Wikimedia Commons

به‌طور خلاصه

محققان دانشگاه ساو پائولو یک سیستم هوش مصنوعی به نام TITAN-LSTM توسعه دادند که مسیر طوفان و شدت بارش باران را تا 30 دقیقه قبل از رسیدن پیش‌بینی می‌کند و هر پنج دقیقه به‌روزرسانی می‌شود. این ابزار برای دادن وقت بیشتر به تیم‌های دفاع مدنی جهت تصمیم‌گیری درباره بستن راه‌ها یا تخلیه مناطق قبل از رسیدن باران سنگین طراحی شده است.

این نسخه ترجمهٔ ماشینی متن اصلی (English) است. خواندن متن اصلی

یک تیم از موسسه نجوم، ژئوفیزیک و علوم جوی (IAG) دانشگاه ساو پائولو (USP) یک سیستم هوش مصنوعی توسعه داده است که مسیر و شدت طوفان‌ها را تا 30 دقیقه قبل از رسیدن پیش‌بینی می‌کند، بر اساس گزارش Jornal da USP و بنیاد تحقیقات ساو پائولو (FAPESP). سیستم به نام TITAN-LSTM نام‌گذاری شده و پیش‌بینی آن هر پنج دقیقه به‌روزرسانی می‌شود.

ابزار توسط Andrea Salome Viteri López، محقق پس‌دکتری در موسسه نجوم، ژئوفیزیک و علوم جوی دانشگاه ساو پائولو، تحت نظارت استاد Carlos Augusto Morales Rodriguez توسعه یافت. کار توسط FAPESP تمویل شد و بر اساس گزارش USP، همچنین از سوی Capes حمایت دریافت کرد. نتایج در 1 اکتبر 2026 در مجله Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation تحت شماره DOI 10.1029/2026JH001337 منتشر شد، بر اساس آژانس خبری FAPESP.

نحوه کارکرد سیستم

TITAN-LSTM دو تکنولوژی موجود را ترکیب می‌کند. اولی، TITAN، یک الگوریتم متن‌باز است که در دهه 1990 توسط مرکز ملی ایالات متحده برای تحقیقات اتمسفر توسعه یافت تا طوفان‌ها را با استفاده از تصاویر رادار ردیابی کند، و مساحت، شدت، جهت و سرعت هر طوفان را محاسبه کند. دومی شبکه عصبی Long Short-Term Memory (LSTM) است که نوعی مدل هوش مصنوعی است که برای شناخت الگوها در توالی داده‌ها در طول زمان ساخته شده است.

به جای تغذیه تصاویر رادار خام در شبکه عصبی، سیستم اندازه‌گیری‌های طوفان TITAN را به توالی‌های عددی تبدیل می‌کند، که مدل LSTM سپس برای پیش‌بینی اینکه چگونه مساحت، جهت و شدت طوفان تکامل می‌یابد استفاده می‌کند. منبع خبری ND+ گزارش داد که López هدف پروژه را تولید پیش‌بینی‌های بارش برای افق زمانی بسیار کوتاه توصیف کرد.

داده‌های آموزش و آزمایش

مدل با استفاده از داده‌های رادار هواشناسی قطبی در سد Ponte Nova در Biritiba Mirim، در منطقه متروپلی ساو پائولو، که توسط SP Águas (Daee-Spol) اپریت می‌شود و نطاقی با شعاع 120 کیلومتر را بین سال‌های 2016 و 2019 پوشش می‌دهد، آموزش داده و آزمایش شد، بر اساس آژانس خبری FAPESP. Jornal da USP همچنین موقعیت رادار و همان دوره داده‌های 2016–2019 را گزارش کرد.

محققان در ابتدا بیش از 32,000 طوفان را در آن داده‌های رادار ردیابی کردند. پس از اعمال معیارهای انتخاب - از جمله طوفان‌هایی که حداقل 20 دقیقه دوام آوردند و با دیگری ادغام نشدند - 439 رویداد باقی ماند. از این تعداد، 307 برای آموزش شبکه عصبی و 132 برای آزمایش آن استفاده شد، بر اساس آژانس خبری FAPESP.

دقت گزارش‌شده

بر اساس ارقام گزارش‌شده توسط آژانس خبری FAPESP، TITAN-LSTM در پیش‌بینی مساحتی که بارش طوفان را پوشش خواهد داد حدود سه برابر بهتر از روش مستقل TITAN عمل کرد و شاخص دقت از حدود 0.2 به حدود 0.7 در دقایق پیش‌بینی اولیه افزایش یافت. همان منبع گزارش داد که کاهش نزدیک 70 درصدی در هشدارهای نادرست و خطای شدت بارش حدود 3 میلی‌متر در ساعت در پنج دقیقه جلو، تا 3–4 میلی‌متر در ساعت در نشانه 30 دقیقه.

Jornal da USP گزارش داد که مدل ترکیب‌شده عملکردی برابر با روش‌های یادگیری عمیق پیچیده‌تر داشت در حالی که قدرت محاسباتی بسیار کمتری نیاز داشت. منبع خبری ND+ گزارش داد که آموزش مدل حدود 20 دقیقه بر روی یک رایانه شخصی معمولی طول کشید، بدون نیاز به ابرمحاسبه‌ها.

TITAN-LSTM در یک نگاه
معیاررقم گزارش‌شده
افق پیش‌بینیتا 30 دقیقه، به‌روزرسانی هر 5 دقیقه
دوره داده‌های رادار2016–2019، سد Ponte Nova، Biritiba Mirim
طوفان‌های ردیابی‌شده / استفاده‌شدهبیش از 32,000 طوفان ردیابی‌شده؛ 439 انتخاب‌شده (307 آموزش، 132 آزمایش)
بهبود دقتشاخص از ~0.2 به ~0.7 افزایش یافت (آژانس FAPESP)
کاهش هشدارهای نادرستحدود 70% هشدارهای کمتر (آژانس FAPESP)
سخت‌افزار آموزشرایانه شخصی معمولی، حدود 20 دقیقه (ND+)

استفاده مورد نظر

بر اساس Jornal da USP و آژانس خبری FAPESP، هدف این است که آژانس‌های دفاع مدنی را زمان بیشتری برای تصمیم‌گیری درباره اقدامات مانند بستن راه‌ها یا تخلیه افراد از مناطق خطرناک قبل از رسیدن بارش سنگین طوفان بدهد. منابع همچنین به استفاده احتمالی در تغذیه مدل‌های هیدرولوژی و هشدار سیل اشاره کردند، زیرا دانستن شدت بارش در بالادست می‌تواند کمک کند تا افزایش سریع سطح رودخانه‌ها را در پایین‌دست پیش‌بینی کنیم.

شبکه تصمیم می‌گیرد که آیا آن اطلاعات ملاک خود را حفظ می‌کند یا خیر.

— Andrea Salome Viteri López، محقق، موسسه نجوم، ژئوفیزیک و علوم جوی، دانشگاه ساو پائولو، همانطور که توسط آژانس خبری FAPESP گزارش شد

Jornal da USP گزارش داد که هدف گسترده‌تر، همانطور که توسط محققان توصیف شد، این است که کارکنان مراکز مدیریت اضطراری را شرایط بهتری برای تصمیم‌گیری مناسب در طی رویدادهای شدید آب‌وهوایی فراهم کند.

محدودیت‌های مطالعه

مدل تنها بر داده‌های رادار منطقه متروپلی ساو پائولو بین سال‌های 2016 و 2019 آموزش داده و آزمایش شد، و ارقام دقت گزارش‌شده برای این مجموعه داده اعمال می‌شود. منابع مورد بررسی تاریخ استقرار عملیاتی را گزارش نکردند، و نه اینکه آیا این ابزار توسط هیچ آژانس دفاع مدنی پذیرفته شده است.

پرسش‌ها

TITAN-LSTM چیست؟
این یک سیستم هوش مصنوعی است که در USP توسعه یافته و الگوریتم ردیابی طوفان مبتنی بر رادار (TITAN) را با شبکه عصبی LSTM ترکیب می‌کند تا مسیر طوفان و شدت بارش را تا 30 دقیقه قبل پیش‌بینی کند.
این ابزار را چه کسی توسعه داد؟
آن را Andrea Salome Viteri López، محقق پس‌دکتری در موسسه نجوم، ژئوفیزیک و علوم جوی دانشگاه ساو پائولو، تحت نظارت استاد Carlos Augusto Morales Rodriguez، با تمویل FAPESP توسعه داد.
پیش‌بینی تا چه میزان دقیق است؟
بر اساس آژانس خبری FAPESP، شاخص دقت مدل برای پیش‌بینی مساحت بارش از حدود 0.2 به حدود 0.7 در دقایق اولیه پیش‌بینی افزایش یافت، و هشدارهای نادرست حدود 70% در مقایسه با روش مستقل TITAN کاهش یافت.
چه داده‌هایی برای ساختن آن استفاده شد؟
محققان از داده‌های رادار سد Ponte Nova در Biritiba Mirim، ساو پائولو، جمع‌آوری‌شده بین سال‌های 2016 و 2019 استفاده کردند و بیش از 32,000 طوفان را ردیابی کرده و 439 برای آموزش و آزمایش شبکه عصبی انتخاب کردند.
آیا این ابزار در حال حاضر توسط آژانس‌های دفاع مدنی در حال استفاده است؟
منابع مورد بررسی استفاده مورد نظر ابزار را در تصمیم‌های دفاع مدنی مانند بستن راه‌ها و تخلیه توصیف می‌کنند، اما تاریخ استقرار عملیاتی یا پذیرش توسط آژانس خاص را گزارش نمی‌کنند.

جهان چگونه روایتش می‌کند

منابع

  1. Jornal da USP — Modelo de previsão de tempestades "avisa" casos de alerta até 30 minutos antes
  2. Agência FAPESP — Nova ferramenta de IA prevê rota e intensidade de tempestades em curtíssimo prazo
  3. ND+ — Nova ferramenta brasileira de IA prevê tempestades com até 30 minutos de antecedência e indica a rota da chuva

این مطلب با هوش مصنوعی آماده شده و پیش از انتشار از بررسی خودکار منابع گذشته است. اگر خطایی دیدید، درخواست اصلاح کنید. درخواست اصلاح یا حق پاسخ · چگونه کار می‌کنیم

مطالب مرتبط