音声合成AIは科学者の地震予知に役立つか?(Can voice-to-text AI help scientists predict earthquakes?)

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2025-02-12 ロスアラモス国立研究所(LANL)

ロスアラモス国立研究所の研究者たちは、音声認識AIを地震予測に応用する新しい手法を開発しました。 具体的には、Facebook AI Researchが開発した音声認識モデル「Wav2Vec 2.0」を改良し、ハワイのキラウエア火山で発生するマグニチュード5程度の地震の繰り返しパターンにおける滑り(スリップ)のタイミングを正確に予測することに成功しました。音声データと地震波形データの類似性に着目し、音声をテキストに変換する技術を地震波形の解析に転用したこのアプローチは、リアルタイムでの地震予測において有望な結果を示しています。今後の研究では、予測可能な時間枠の拡大を目指し、さらなる精度向上が期待されています。

<関連情報>

自動音声認識で同時期の地震断層変位を予測 Automatic speech recognition predicts contemporaneous earthquake fault displacement

Christopher W. Johnson,Kun Wang & Paul A. Johnson
Nature Communications  Published:27 January 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-55994-9

音声合成AIは科学者の地震予知に役立つか?(Can voice-to-text AI help scientists predict earthquakes?)

Abstract

Significant progress has been made in probing the state of an earthquake fault by applying machine learning to continuous seismic waveforms. The breakthroughs were originally obtained from laboratory shear experiments and numerical simulations of fault shear, then successfully extended to slow-slipping faults. Here we apply the Wav2Vec-2.0 self-supervised framework for automatic speech recognition to continuous seismic signals emanating from a sequence of moderate magnitude earthquakes during the 2018 caldera collapse at the Kīlauea volcano on the island of Hawai’i. We pre-train the Wav2Vec-2.0 model using caldera seismic waveforms and augment the model architecture to predict contemporaneous surface displacement during the caldera collapse sequence, a proxy for fault displacement. We find the model displacement predictions to be excellent. The model is adapted for near-future prediction information and found hints of prediction capability, but the results are not robust. The results demonstrate that earthquake faults emit seismic signatures in a similar manner to laboratory and numerical simulation faults, and artificial intelligence models developed for encoding audio of speech may have important applications in studying active fault zones.

1702地球物理及び地球化学
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