這款手機 App 有望 「合成」地震監測網

2020-12-13 IT之家

「安卓」行動作業系統平臺12日新增了一款應用軟體(APP),藉助智慧型手機內置的加速度傳感器,測知用戶所處區域是否出現地震狀況,進而可由眾多手機「合成」一個地震監測網。

這款應用軟體名為「我震動」(MyShake),由加利福尼亞大學伯克利分校研究人員發布。它在手機後臺運行,分析加速度傳感器所獲數據,如果手機所受震動符合地震特徵,會與手機內全球定位系統(GPS)提供的地理坐標數據一併發送回伯克利的地震實驗室。

「我震動」的核心是特定的算法,由博士研究生孔慶凱研發,用以分析手機內3個加速度傳感器所獲數據,分辨地震與其他各種常見震動(如手機使用者活動或手機跌落)的區別。模擬測試顯示,「我震動」所用算法分辨地震與非地震類震動的成功率高達93%。

如果伯克利的地震實驗室收到某一區域多臺手機內「我震動」發出的信息,就可以確定為地震,還可以估算出地震強度和震中位置。現階段,「我震動」僅限採集和發送數據;下一階段,研究人員設想,一旦有足夠多的手機用戶使用這一軟體,而且軟體本身更為完善,它還可以向用戶發出地震警告。

現年33歲的孔慶凱介紹,這一項目歷時3年,由導師理察·艾倫與他商量確定,最初他不僅需要創製算法,還要著手其他工作。編寫手機應用軟體,涉及一些基本要求需要開發者考慮,譬如可以收集數據,但不能暴露手機用戶隱私信息,不會佔用手機過多硬體資源,也不會過多消耗電池電量。

初始測試,孔慶凱徵集了75名同學、同事和朋友參加,動用學校的震動試驗臺模擬強烈地震。

手機內置的加速度傳感器的靈敏度不斷提升,但依然遠不如埋入地下的地震波傳感器,目前僅能測知在10公裡範圍內造成破壞的5級或更強地震。然而,如今全球至少已有十多億臺智慧型手機,可以彌補常規地震監測站數量不足。

孔慶凱認為,手機組網監測地震「是一個前沿研究項目,將會改變地震監測方式」。比如,在尼泊爾、秘魯等地震頻發的發展中國家,地震監測和預警系統布局稀疏甚至沒有,而智慧型手機使用者數以百萬計,匯集眾多手機來構建地震監測和預警體系可能是唯一選項。

他推斷,在一個110公裡長、110公裡寬的區域內,至少300部手機才可以合理估測地震位置、強度和發生時間。當然,「網絡密度越高,探測地震越快」。

孔慶凱的導師、伯克利地震實驗室主管兼加州大學伯克利分校地球和行星科學系主任理察·艾倫說:「『我震動』不可能替代傳統地震監測網絡……但我們認為,它可以讓地震預警在已有傳統監測網絡的區域內更迅速、更精確;在沒有地震監測網絡的國家發布預警,解救生命。」

艾倫預言,如果手機組成的監測網密度足夠高,探測、分析和預警就可以在1秒鐘內實現。他的長遠目標是把地震監測功能融入智慧型手機作業系統,讓每一位手機用戶都成為監測網絡的組成部分。

本月初,「我震動」獲得一家基金會100萬美元資金支持。孔慶凱說,他將繼續這項研究,另外蘋果版應用也正在規劃中。與這一項目相關的一篇論文12日已由美國《科學進展》發表。

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