Ноутбуки на службе сейсмологов

Калифорнийские учёные предложили использовать для изучения и предсказания землетрясений ноутбуки с датчиками движения.

Американские учёные предложили использовать для изучения землетрясений ноутбуки с датчиками движения. Портативных компьютеров, в которых датчики движения используются для защиты жёстких дисков от повреждений при падении, становится всё больше - прежде всего, это MacBook компании Apple и некоторые модели ThinkPad производства Lenovo. Исследователи предлагают создать из таких ноутбуков сеть, позволяющую отслеживать колебания почвы в разных регионах страны. Домашние и офисные компьютеры могут выступать в роли своеобразных сейсмодатчиков, благодаря которым специалисты надеются не только собирать информацию о землетрясениях, но и предсказывать потенциально опасные ситуации.

В настоящее время такая сеть уже создана и проходит бета-тестирование - она получила название Quake Catcher Network (QCN). В её основу положен принцип распределённых вычислений, уже апробированный в таких проектах, как SETI@home (поиск сигналов от разумных существ из космоса) и Folding@Home (построение пространственной модели свёртывания молекул белка). Компьютеры с датчиками движения, объединённые в сеть QCN, сообщают о серьёзных сотрясениях центральному серверу, при этом большое число таких сообщений из какого-то одного региона может свидетельствовать о землетрясении. Первоначально сеть будет собирать данные из особо сейсмоопасных районов штата Калифорния - области залива Сан-Франциско и Большого Лос-Анжелеса.

В Калифорнии установлена масса сейсмометров, однако они расположены сравнительно далеко друг от друга. Новая распределённая сеть из ноутбуков, разумеется, не сможет заменить специализированное оборудование, однако она поможет заполнить белые пятна, где отсутствует регистрирующая толчки техника. Кроме того, скорость передачи данных через электронные средства связи, в том числе и интернет, гораздо выше скорости распространения сейсмических волн, что позволяет передать предупреждение за 10-20 секунд до возникновения критической ситуации и дать время людям принять меры защиты или спуститься в убежище.

По словам Джесси Лоренса, сейсмолога из Стэнфордского университета, целью проекта является не предсказание землетрясений, а быстрое получение информации о подземных толчках, что позволит предотвратить возможные катастрофические последствия. Лоренс занимается этим проектом вместе с Элизабет Кокран, сейсмологом из Калифорнийского университета в Риверсайде, а также с другими специалистами из этих двух научных центров. Именно Кокран пришла в голову идея использовать ноутбуки в качестве сейсмодатчиков: в 2006 году она услышала о программе SeisMac для ноутбуков Apple, которая превращала информацию от встроенных в эти компьютеры акселерометров в наглядные графики. Кокран предположила, что эта технология могла бы использоваться и для отслеживания землетрясений и поделилась идеей с коллегами.

В рамках проекта QCN было разработано специализированное программное обеспечение для ноутбуков Apple, превращающее компьютеры в сейсмодатчики и демонстрирующее соответствующие информацию на скринсейвере. Позднее планируется выпустить и версию для Windows. Компания Apple производит ноутбуки с акселерометрами с 2005 года, в линейках Acer, Lenovo и HP также есть модели с датчиками движения.

Настольные компьютеры не оснащаются акселерометрами, но, по словам Лоренса, их можно оснастить недорогими датчиками с интерфейсом USB - подобные датчики давно используются в автомобильной промышленности для разработки и испытаний воздушных подушек и других систем активной безопасности. Возможно, в ходе проекта QCN такие датчики будут распределены по школам, и учащиеся тоже смогут принять участие в работе сети. Программа, устанавливаемая на ноутбуки, анализирует информацию, полученную от встроенных акселерометров, и отправляет на центральный сервер только данные о сильных толчках, игнорируя вибрацию от проезжающего транспорта, сведения о перемещении компьютера по столу и даже о небольших землетрясениях. Информация от нескольких машин из какого-то одного региона (их месторасположение определяется по IP-адресу и по сведениям, предоставленным самими пользователями) позволяет распознать сильное землетрясение. Работа над алгоритмом оценки поступающих сведений продолжается, но, по мнению создателей проекта, факт землетрясения вполне вероятен даже при получении данных от десяти ноутбуков, расположенных в одном регионе.

Лоренс рассчитывает на то, что распределённая сеть из ноутбуков позволит даже предупреждать о землетрясениях за счёт регистрации лёгких толчков, которые обычно происходят перед более сильными. Даже нескольких секунд до сильного землетрясения будет достаточно, чтобы спасательные службы приняли нужные решения, а автоматические системы замедлили движение поездов и запретили въезд на потенциально опасные мосты. Такая система существует в Японии, где при поступлении сигнала о сильном землетрясении автоматически останавливаются скоростные поезда.

Некоторые специалисты не разделяют убеждённости создателей проекта QCN, что использование компьютеров в роли сейсмодатчиков действительно поможет распознавать землетрясения. Эджилл Хокссон из Сейсмической сети Южной Калифорнии сомневается в качестве получаемой таким образом информации. Тем не менее, по словам Хокссона, если сотни тысяч компьютеров будут сообщать о толчках, то это действительно может свидетельствовать о землетрясении.

Дэвид Оппенгеймер, сейсмолог из Геологического управления, тоже видит серьёзные недостатки у проекта использование ноутбуков в качестве сейсмодатчиков, однако он заинтригован самой идеей оснащения настольных компьютеров дешёвыми акселерометрами. По его словам, в мире много мест, где не ведётся наблюдение за толчками почвы, а если бы подключённые к интернету компьютеры в тех регионах были оснащены USB-датчиками, они смогли бы сообщить о землетрясении гораздо быстрее, чем располагающие специальным оборудованием пункты, расположенные в сотнях или даже тысячах километров от эпицентра.