As ondas rebeldes são o material da lenda marítima, mas quando acontecem podem causar muitos danos a navios e plataformas petrolíferas. Os cientistas da Universidade de Victoria e da Universidade de Copenhaga utilizaram a IA para as prever melhor.
Uma onda rebelde, por vezes designada por "onda monstruosa", é uma onda oceânica que tem mais do dobro da altura das outras ondas à sua volta. Ao longo da história marítima, houve muitos contos de fadas sobre estas ondas que surpreendem os navios.
A primeira prova registada de uma onda gigante foi captada em 1995, quando uma onda de 26 metros embateu na plataforma petrolífera norueguesa Draupner. Desde então, seis navios de cruzeiro foram atingidos por ondas gigantes.
Todos sofreram danos, tendo sido registados alguns feridos, e um passageiro a bordo do Viking Polaris morreu depois de o navio ter sido atingido em dezembro de 2022.
A natureza aparentemente aleatória das ondas gigantes tem tornado difícil para os cientistas encontrar uma forma de prever quando e onde poderão ocorrer. A aplicação da aprendizagem automática a este problema está a ter resultados promissores, de acordo com um novo estudo trabalho de investigação.
A resposta de uma IA não é suficiente
Os investigadores pretendiam encontrar as combinações de condições oceânicas e meteorológicas que pudessem ser identificadas como a causa das ondas rebeldes. Aplicaram aprendizagem automática para a enorme quantidade de dados no Free Ocean Wave Dataset (FOWD).
O FOWD é um catálogo de mais de 4 mil milhões de ondas recolhidas de bóias em 158 locais em todo o mundo, juntamente com dados sobre o vento, a temperatura da superfície do mar e a pressão barométrica.
A rede neural que os investigadores treinaram pode então prever a probabilidade de ocorrência de uma onda rebelde com base num conjunto de condições oceânicas e meteorológicas.
Este tipo de previsão de IA é, em grande medida, uma caixa negra. Pode dar-nos a resposta que pretendemos, mas muitas vezes isso não é suficiente para os cientistas. Eles querem saber como é que a IA chega às suas previsões.
Os cientistas adoram equações, por isso utilizaram a aprendizagem automática para criar uma.
Regressão simbólica
A regressão simbólica é uma técnica de aprendizagem automática que é utilizada para encontrar uma equação que se ajuste a um conjunto de dados.
Se a sua caixa negra de IA produz um 4 sempre que introduz um 2 e um 8 quando introduz um 4, a regressão simbólica pode calcular que a equação que aproxima o que a IA está a fazer é "output = input x 2", por exemplo.
Para encontrar a equação de previsão da onda rebelde, os cientistas começaram com uma população de equações geradas aleatoriamente.
Utilizando a aprendizagem automática, as equações foram alimentadas com os mesmos dados de ondas e optimizadas e destiladas até ficarem com uma equação que dava os mesmos resultados que o modelo de previsão da IA.
Com esta equação, puderam ver quais os aspectos da onda e das condições atmosféricas que tinham uma relação causal com a ocorrência de ondas rebeldes.
Esta investigação ajudará meteorologistas fornecer previsões mais exactas de ondas rebeldes e tornar a navegação comercial mais segura.
