富士通全球第一快超级电脑「富岳」 结合AI提供实时海啸预测

日本富士通研究所、东北大学灾害科学国际研究所及东京大学地震研究所宣布开发出一款人工智慧（AI）模型，结合日本理化学研究所(RIKEN)与富士通共同开发的全球第一快超级电脑「富岳」(Fugaku)，近乎实时的计算速度使得灾难管理团队能够即时预测沿海地区的海啸淹水情形。

日本旗舰款超级电脑「富岳」(Fugaku) 进行了大量的高解析度海啸模拟，使用以往从海上观测到的海啸波形及沿海淹水情形作为训练数据，建构出这次的新AI模型。地震发生时，透过输入观测到的海上海啸波形数据至此AI模型中，可以在海啸来临前预测出以3米为单位，高空间解析度的沿海地区淹水情况。进而快速准确地掌握每个区域的详细淹水预测讯息，例如当地的海啸上升，也包括对沿海城市地区建筑物、道路等社会基础设施的影响，得以采取更适当的疏散措施。

此外，预先经富岳训练的AI模型在数秒内即可于个人电脑上执行，使得以往需要大型超级电脑执行的实时淹水预测系统，构建过程变得更加容易。

2011年3月东日本大地震引发的海啸造成了大规模灾害，从获取及利用预测讯息进行有效疏散的观点来看，仍存在许多课题。

其中，为使当局能迅速获得准确且详细的预测讯息，采取适当的疏散行动以减少损失，开发海啸预测技术为首要当务之急。因此，自东日本大地震以来持续加强日本近海的海啸观测网，并积极活用从海上观测到的实时海啸数据，在沿海地区进行高精度海啸预报的技术开发。

以往的海啸预报主要基于两种方法。第一种，从模拟数据中挑选出与地震海啸发生条件最相似的数据进行观测与比较；第二种，将沿海海啸预报逐步调整到与海上海啸观测值一致。无论是哪种方法都需依赖大型超级电脑的模拟计算或数据库搜索，使得灾害发生当下难以实际运行预报系统。

为了解决这个问题，富士通、东北大学以及东京大学共同开发出一款高解析度的AI技术，利用研究计划《运用百万兆级AI海啸预报预测不可测的》中，「富岳」的预共享评估环境，来即时预测海啸。

透过超级电脑「富岳」的超高速计算能力，以3米为单位的高解析度模拟，产生了20,000种可能的海啸情境训练数据。透过学习这20,000个数据，构建出的AI模型，可以根据地震当下从海上观测到的海啸波形数据，以3米单位的高解析度预测出陆地区域的淹水情况。

另外，AI模型由两阶段组成，第一阶段的AI透过从海上观测的海啸波形，以粗略解析度来推算陆地淹水情况，第二阶段的AI则拉高初步推算的淹水情况解析度。借由AI模型，可以开发新的AI技术以拓展深度学习技术，并优化「富岳」学习时的计算性能。

一般来说适用于模拟和AI的电脑是不同的，但可透过富岳的特殊功能，即利用富岳生成的训练数据，大大简化高精度海啸预测AI模型的创建过程，如机器学习一样，富岳无论在模拟和AI应用程序皆展现了强大的性能。

若要预测南海海沟大地震引发东京湾海啸时的淹水情况，已证实透过这项技术，一般电脑可针对内阁府拟定的海啸波源模型等各种海啸情境，在数秒内产生高精度的预测。

活用富岳的大规模与高速运算性能，能使AI学习更多种类的海啸情境，未来将可以打造更先进的AI，能预测任何海啸和提供更大范围的海啸淹水预测。