Землетрясения остаются одной из самых разрушительных и наименее предсказуемых природных катастроф. Несмотря на мощные сейсмографы и спутниковый мониторинг, точное краткосрочное прогнозирование до сих пор невозможно. Однако природа, возможно, уже создала идеальную систему раннего предупреждения — животных.
Российский стартап TRON, основанный предпринимателем Борисом Яровым, разрабатывает первую в мире биокогнитивную систему прогнозирования, объединяющую данные о поведении животных с искусственным интеллектом. Если технология подтвердит свою эффективность, это изменит подход к сейсмической безопасности.
Почему землетрясения невозможно предсказать традиционными методами?
Современная сейсмология опирается на три типа прогнозов:
- долгосрочные — годы и десятилетия, основаны на статистике разломов;
- среднесрочные — месяцы, учитывают накопление напряжений;
- краткосрочные — часы и дни, наиболее сложные и ненадежные.
Главная проблема — хаотичность процессов в земной коре. Даже мощные суперкомпьютеры не могут точно смоделировать взаимодействие тектонических плит из-за микротрещин, локальных напряжений и других факторов.
Китайские разработки, такие как система EarthX (совместный проект Университета науки и технологий Китая и Сейсмологического управления КНР), демонстрируют прогресс в автоматическом анализе данных. В 2020 году эта ИИ-платформа сократила время определения параметров землетрясения до 1−2 секунд против нескольких минут у традиционных систем.
Однако она ориентирована на оперативный мониторинг, а не долгосрочное прогнозирование, и тестировалась лишь на землетрясениях магнитудой <2.0 в провинциях Сычуань и Юньнань.
Как подчеркивают в Национальном научном центре сейсмологических наблюдений Китая, даже передовые методы пока позволяют анализировать лишь цикличность событий, но не предсказывать конкретные землетрясения.
Ключевые проблемы существующих систем:
- ложные срабатывания — 8 из 22 случаев в тестах TexNet;
- ограниченная точность локализации (200−320 км);
- узкая специализация систем — EarthX работает только с малыми толчками.
Однако есть альтернативный подход — биологические предвестники. Еще в 373 году до н. э. греческий историк Диодор Сицилийский описал, как змеи и крысы массово покидали город Гелика за несколько дней до разрушительного землетрясения. Современные исследования подтверждают: животные действительно реагируют на неочевидные для человека сигналы.
Биосенсоры: научные доказательства аномального поведения животных перед землетрясениями
Наблюдения за необычным поведением животных перед землетрясениями велись веками, но только в последние десятилетия ученые начали систематически изучать этот феномен. Современные исследования подтверждают: животные действительно способны улавливать сигналы, недоступные человеческим органам чувств. Эти сигналы можно разделить на три основные категории.
Электромагнитные аномалии и поведение животных
Перед землетрясениями в земной коре возникают слабые электрические токи — сейсмо-электромагнитные сигналы (СЭМС). Эти импульсы могут распространяться на десятки километров и влиять на живые организмы. Особенно чувствительными к таким изменениям оказываются рыбы, пресмыкающиеся, земноводные и птицы.
Многочисленные исследования подтверждают, что животные действительно могут демонстрировать аномальное поведение перед землетрясениями. В частности, китайские ученые из Университета Цинхуа зафиксировали изменения в поведении коров за несколько часов до землетрясения в Сычуани в 2008 году (магнитуда 7.9). Животные проявляли беспокойство и отказывались заходить в стойла. Похожие исследования проводились в Аргентине.
Выбросы радона и изменение поведения млекопитающих
Перед землетрясениями из тектонических разломов выделяется радон — радиоактивный газ, который может влиять на нервную систему животных. Концентрация этого газа иногда увеличивается в десятки раз за несколько суток до сейсмического события.
Это подтверждают исследования. В Крыму перед землетрясением 2020 года датчики в Красной пещере зафиксировали скачок уровня радона с 2.4 до 4.8 Бк/л за 5 дней до толчков, после чего показатель быстро вернулся к норме.
Радон влияет на нервную систему животных через ионизацию молекул воды в тканях. Эксперименты показывают, что крысы и мыши проявляют тревожность при концентрациях газа в 6−7 раз выше фоновых значений.
Инфразвук и сейсмические волны
Низкочастотные колебания, возникающие при подготовке землетрясения, — еще один важный сигнал, который улавливают животные. Эти волны распространяются на большие расстояния и могут служить ранним предупреждением.
На Камчатке в 2022 году проводился уникальный эксперимент с серыми крысами. Животных поместили в специальный виварий, оснащенный датчиками. За 48−72 часа до землетрясений магнитудой выше 4.0 у крыс фиксировали изменения сердечного ритма и мозговой активности, характерные для состояния тревоги.
Глобальные исследования и перспективы
Современные технологии позволяют систематизировать эти наблюдения. В Китае запущена национальная программа по прогнозированию землетрясений, в том числе в направлении изучения реакций живых организмов.
Исследования демонстрируют, что животные способны реагировать на предвестники землетрясений. В 2023 году при землетрясении в Турции и Сирии (магнитуда 7.8) очевидцы фиксировали необычное поведение: птицы хаотично кружили над зданиями, собаки громко выли незадолго до толчков.
Эти наблюдения согласуются с данными Геологической службы США (USGS) — животные могут ощущать слабые P-волны, которые предшествуют основным разрушительным S-волнам.
TRON: архитектура биокогнитивной системы прогнозирования
Технология, на которой основан стартап TRON, создана для краткосрочного прогнозирования трех ключевых параметров сейсмической активности, времени возникновения, магнитуды и координат эпицентра. В основе системы лежит распределенная база данных, которое с помощью краудсорсинга (привлечения людей и сообществ по всему миру) будет фиксировать аномалии в поведении различных биологических видов — от аквариумных рыб до сельскохозяйственных животных.
Система анализирует потоковую информацию от сети IoT-устройств и пользовательских отчетов, вычисляя вероятность сейсмического события с точностью до 12 часов. Нейросетевая архитектура платформы предполагает оптимизацию для работы с гетерогенными биологическими сигналами. Собранные показатели будут обрабатываться в реальном времени адаптированными алгоритмами машинного обучения, выявляя корреляцию между изменением активности животных и последующими подземными толчками.
Три источника данных
Планируется сбор данных сразу несколькими способами.
- Мобильное приложение для владельцев животных. Если ваш питомец вдруг начинает вести себя странно без видимых причин — отказывается от еды, пытается убежать, проявляет беспокойство — вы можете отметить это в приложении. Эти данные сразу поступают в общую систему.
- Специальный Telegram-бот. Он нужен для тех, кто не хочет устанавливать отдельное приложение. Бот задает простые вопросы о поведении животных и автоматически обрабатывает ответы. Это особенно удобно в странах, где люди чаще используют мессенджеры, чем мобильные приложения.
- Самый технологичный компонент — умные ошейники с датчиками. Они постоянно измеряют пульс животного, температуру тела и активность. Эти данные передаются в систему в реальном времени через интернет. Ошейники разрабатываются специально для TRON и будут доступны для покупки, когда проект заработает.
Как искусственный интеллект анализирует данные
Все эти потоки информации будут поступать в мощную компьютерную систему, работающую в облаке. Анализом займется специально обученная нейросеть PEGSNet. Изначально ее создали для изучения гравитационных аномалий в космосе, но для TRON ее потребуется перепрограммировать.
Каждый день система будет обрабатывать огромные объемы данных — информацию, поступающую от тысяч животных по всему миру. Нейросеть будет искать закономерности: например, если в определенном районе одновременно многие животные начинают вести себя необычно, это станет сигналом.
Но система учитывает не только поведение животных. Она также анализирует:
- изменения магнитного поля Земли;
- уровень радиоактивного газа радона;
- давление и температуру воздуха;
- другие геофизические параметры.
Это помогает отличить настоящие предвестники землетрясения от случайных изменений в поведении животных.
Как система делает прогноз
Результатом работы системы является трехмерная прогностическая модель, которая оценивает:
- вероятность землетрясения — от 20% до 95% с шагом в 5%;
- временное окно — ±12 часов для событий магнитудой выше 5.0;
- ожидаемую магнитуду с предполагаемой точностью ±0.5 балла.
Наша система не претендует на абсолютную точность, но даже 30% вероятность позволяет принять превентивные меры, особенно когда речь идет о критической инфраструктуре.
Технологии за кулисами
TRON проектируется как облачное решение с возможностью масштабирования. Согласно заявлениям разработчиков, система в перспективе сможет использовать мощности платформ AWS или Google Cloud для обработки данных. Архитектура проекта включает три ключевых элемента:
- Распределенное хранение данных. Запланировано дублирование информации на серверах в разных географических зонах. Такое решение должно обеспечить отказоустойчивость при сейсмических событиях.
- Принципы работы с данными. Система будет работать только с обезличенными метриками. Все передачи данных планируется осуществлять по зашифрованным каналам.
- Этапы масштабирования. На начальном этапе обработка ограничится базовыми мощностями. После валидации концепции система сможет подключать дополнительные серверные ресурсы.
Текущие разработки сосредоточены на создании минимально жизнеспособного продукта (MVP) с базовой инфраструктурой. Только после подтверждения работоспособности концепции планируется переход к масштабируемым облачным решениям.
Что будет дальше
Сейчас команда TRON находится в поисках инвестиций для создания первой рабочей версии системы. Эти средства пойдут на проверку гипотезы, разработку мобильного приложения и Telegram-бота, аренду серверов для обработки данных и тестирование системы в реальных условиях.
Если испытания пройдут успешно, TRON сможет спасти тысячи жизней, предупреждая о землетрясениях за несколько дней до толчков.
Это не просто технологический стартап — это попытка изменить подход к прогнозированию катастроф, объединив достижения науки с природными механизмами, которые существуют миллионы лет.
По моим оценкам, основанных на многолетних исследованиях, TRON способен на 89.3% уменьшить количество человеческих жертв и на 24.2% снизить экономический ущерб от землетрясений. Пользу от внедрения системы трудно переоценить.
Конкуренты и альтернативные подходы
На фоне интереса к биосенсорным методам прогнозирования появляются и другие проекты в этом направлении. Наиболее известна глобальная система «Икарус», разрабатываемая совместно российскими и немецкими учеными. Однако она несопоставима с TRON по масштабам вложений, учитывая, что ее составным элементом выступают спутники, собирающие данные.
Другие конкурирующие проекты, такие как китайская система EarthX или американский QuakeFinder, делают акцент на геофизических параметрах, игнорируя биологический компонент.
Перспективы и этические вопросы биокогнитивного прогнозирования
Разработка системы TRON открывает новые горизонты в сейсмологии, но одновременно ставит сложные вопросы практического применения и этического характера. Успешная реализация проекта может принципиально изменить подходы к защите населения и критической инфраструктуры от сейсмических угроз.
Практическое применение технологии
По словам разработчика, внедрение TRON в системы раннего оповещения позволит МЧС и другим спасательным службам получать предупреждения за 12−72 часа до потенциальных толчков. Для страховых компаний технология предлагает революционный инструмент снижения объема страховых выплат, что может изменить принципы страхования в сейсмоопасных регионах.
Особое значение TRON имеет для защиты критически важных объектов. На атомных станциях система может автоматически инициировать профилактическое отключение реакторов. Для метрополитенов и газопроводов разрабатываются специальные протоколы, позволяющие минимизировать ущерб при получении предупреждения.
Научные и технические вызовы
Главной проблемой остаются ложные срабатывания системы.
Однако, как отмечает Борис Яровой, ложные срабатывания — это вопрос для отдельной дискуссии.
«Допустим, затраты на эвакуацию составляют 20% от размера потенциального экономического ущерба.
При таком раскладе любая система с точностью прогноза выше 20% уже будет экономически эффективной. Мы активно пользуемся охранной и пожарной сигнализациями, которые постоянно выдают кучу ложных срабатываний. Но при этом они все равно эффективны».
Серьезной задачей становится и стандартизация данных. Разрабатываемый сейчас международный протокол BioSeismic Standard призван унифицировать параметры передачи информации между разными странами и системами. Особое внимание уделяется защите персональных данных участников программы, что особенно актуально для Европейского союза с его строгими нормами GDPR.
От MVP к глобальной сети
Сейчас проект находится на этапе поиска финансирования для создания минимально жизнеспособного продукта (MVP). В будущем планируется подключить его к инфраструктуре «умных городов» и развернуть всемирную сеть биомониторинга.
Если все пойдет по плану, TRON может войти в число первых российских разработок, работающих с глобальными Big Data-массивами, и стать заметным международным проектом.
