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【人工知能(AI)×災害対策】AIが希望をつなぐ地震予測の未来

関東大震災、阪神・淡路大震災、東日本大震災、熊本地震、大阪北部地震など、
世代によって強烈な想い出と辛い出来事がいろいろとあると思います。

地震列島とも言われる日本は、この地震と未来に渡って付き合っていかなければならない宿命を持っています。
自然災害の中で最大級のエネルギーの大きな地震は他の台風や洪水と違って、格段に予測の難しさがあります。

現在、この地震の予測と減災のためにAIが活用されはじめました。
どのように減災にAIが役立つのか、メリットや事例を含めて整理してみたいと思います。

地震のしくみとAI

地震の原因はさまざまあります。

火山の噴火、地球への隕石の衝突、核実験などもありますが、
ここでは地殻変動による地震を中心にとりあげAIの活用場面をみます。

まず、地震のしくみですがこれが解明されればAIの活用方向もみえることになります。

自身は英語では”earthquake”で地球の「身震い」と言う意味です。
earth+quakeに分解でき、”quake”は恐怖を伴う震えの意味もあり、まさに地震の怖さが英語には最初から含まれています。

地震のメカニズムは、地球上の地殻のプレートの歪みが引き起こす現象です。

(出典:「地震が起こるメカニズム」内閣府防災情報)

AIによる地震予測の最前線

AIによる地震予測で有名なのは、JESEA(地震科学探査機構)の地震予測情報配信サービス 「MEGA地震予測」です。
村井俊治・東大名誉教授が会長を務める民間会社で、地震予測の動画配信サービスも行なっています。

スマートフォン用の地震予測アプリもあり、一定間隔で配信もしています。

その予測のしくみは村井教授によると、大地震の前には、
いくつかの異常現象が起きることがこれまでの研究でわかっており、次の4点を計測・分析することで「地震予測」を可能にしています。

1.地殻が変動する
2.低周波の音が伝わる
3.低周波の電波が出る
4.電離圏に乱れが起きる

これらから得られるデータをAIの予測技術を使い地震予測に活かしています。

また、非営利団体である「一般社団法人 地震予兆研究センター」の八木下重義センター長は、
地殻変動データの公開について興味深い発言をしています。

「私達は、利益目的の地震予知研究者とは違い、非営利法人のため「理事・顧問」等の役員は全員無報酬で活動し、
企業の CSR 費用等でいただいた資金は全て研究開発に充当しています。

何故ならば、東日本大震災発生前に「異常な地殻変動が観測」されている事実が、
事前に公表されていれば死者・行方不明者 2 万人のうち、1~2 割でも救えたのではないか?と痛感しているからです。」
(「人工知能で地震予兆を事前把握するために」SHINKAWA Times 2017年5月号)

地殻変動と地震の関係を示す貴重な研究成果が2016年に海上保安庁から英国の科学雑誌「Nature」に発表されました。

(出典:「海底地殻変動観測から推定された南海トラフ全域のひずみ蓄積の分布」海上保安庁)

減災のためAIの活躍

地震の予測の研究は、減災のためにも非常に有効です。
構造物の弱点や強度アップのための新しい工法や補修の技術を生み出します。社会インフラの整備にも一躍買っています。

ここでAIは、地震のエネルギーが建物に加わった時に、
構造物にどのような歪みが発生するのかをシミュレーションするのに役立ちます。
従来は実験の繰り返しと再計算に頼る過程を機械学習とディープラーニングで圧倒的な時間の短縮を可能にしています。

(出典:「シミュレーターを用いる深層強化学習イメージ」NTTファシリティーズ)

道路や河川の整備、護岸工事などにも新技術が取り入れられています。
地割れでも寸断されない「ガス管」の埋設工事もそうです。
地震に強いガス管として、特にポリエチレン管(PE管)の導入・促進が進んでいます。
ポリエチレン管は強度と伸びやすさを兼ね備えており、地震でガス管に力が加わってもガス漏れが発生しない構造になっています。

img02.jpg

(出典:日本ガス協会)

このように、地震予測の科学は派生する周辺学問や技術の発展に大きく貢献しています。

まとめ

ここまでは、地震が予測できる前提でAIの活用について整理をしてきました。
しかし研究者の中には、地震はそもそも予測ができないモノと言う先生もいます。

自然現象ですから100%はあり得ないことかも知れません。
けれども、例え0.1%でもさらにその数千分の一でも可能性があるのであれば挑戦するのが科学の価値であると思います。

予測できないとする研究者の多くは、地球内部の構造や地殻深部のデータが少ないからだと言います。

それであれば、その未知のデータを取得してAIに学習させるようにしたいものです。
少しでも地震の予測に貢献できるように、さらに優れたAIを開発し、「不可能を可能」にできるAIの未来に希望を持ちましょう。

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