گوشی های اندرویدی به شبکه ای برای تشخیص زلزله تبدیل می شوند

گوشی های اندرویدی به شبکه ای برای تشخیص زلزله تبدیل می شوند گوشی های اندرویدی به شبکه ای برای تشخیص زلزله تبدیل می شوند

سیستم تشخیص زلزله جهانی گوگل / Google با استفاده از گوشی اندروید / Android راه‌اندازی می‌شود. جزئیات سیستم لرزه نگار جهانی گوگل با گوشی اندرویدی چیست؟

گوگل در حال ساخت سیستم هشدار زلزله در سطح جهان است که پیاده‌سازی آن به‌لطف گوشی‌های هوشمند مبتنی‌بر سیستم‌عامل اندروید امکان‌پذیر می‌شود. نخستین بخش از این پروژه‌ی بزرگ، امروز دردسترس قرار می‌گیرد. اگر در این سیستم مشارکت کنید، حسگر شتاب‌سنج گوشی اندرویدی شما تبدیل به یک نقطه‌ی داده (دیتا پوینت) برای الگوریتم پیشرفته‌ای می‌شود که به‌منظور شناسایی رخداد زلزله طراحی شده است. سیستمی که گوگل طراحی کرده درنهایت خواهد توانست به‌صورت خودکار به کسانی که ممکن است از زلزله متأثر شوند، پیام هشدار‌ بفرستد.

سیستم جهانی تشخیص زلزله قابلیت ویژه‌ای است که به‌لطف قدرت بسیار زیاد گوگل امکان روی کار آوردن آن فراهم می‌شود. فراموش نکنید گوگل مالک اندروید است و شمار گوشی‌های اندرویدی در سراسر دنیا به‌مرور زمان افزایش پیدا می‌کند. امروزه تقریبا در یکایک مناطق دنیا گوشی اندرویدی یافت می‌شود. گوگل می‌خواهد به‌شکلی هوشمندانه از الگوریتم‌های پیشرفته روی داده‌های بزرگ استفاده کند. این سیستم تشخیص زلزله و همچنین سیستم‌های مشابه دیگر که نمونه‌ی آن‌ها را مدتی پیش برای رهگیری ویروس کرونا مشاهده کردیم به‌وضوح نشان می‌دهند گوشی‌های هوشمند دارای پتانسیل‌های کشف‌نشده‌ی زیادی هستند و کاربردهای بسیار بیشتر از آنچه فکر می‌کنیم، دارند.

گوگل می‌خواهد سیستم جهانی تشخیص زلزله را به‌صورت مرحله‌ای و برنامه‌ریزی‌شده دردسترس قرار دهد. گوگل در ابتدا با سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده‌ی آمریکا و دفتر خدمات ضروری کالیفرنیا همکاری می‌کند تا بتواند هشدار زلزله‌ی این نهادها را برای آن‌دسته از کاربران اندرویدی که در ایالت کالیفرنیا حضور دارند بفرستد. پیام‌های هشدارِ موردبحث توسط سیستم shakealert که از مدت‌ها پیش وجود دارد، ارسال می‌شوند. shakealert برای ارسال پیام هشدار به داده‌هایی متکی می‌شود که ازسوی حسگرهای لرزه‌نگار سنتی به‌دستش می‌رسند.

سیستم جهانی تشخیص زلزله‌ی گوگل در چند مرحله دردسترس قرار می‌گیرد

مارک استوگایتیس، یکی از مهندسان نرم‌افزار اندروید در شرکت گوگل، می‌گوید: «اگر سیستم‌های مبتنی‌بر حسگرهای لرزه‌نگار در تمامی مناطق دنیا حضور داشتند و می‌توانستند زلزله را تشخیص دهند، عالی می‌شد. بااین‌حال این هدف، شدنی نیست و نمی‌توان در سراسر دنیا از سیستم‌های لرزه‌نگار استفاده کرد؛ زیرا این سیستم‌ها به‌شدت گران‌قیمت هستند. به‌علاوه باید به‌صورت مداوم از سیستم‌های لرزه‌نگار نگه‌داری کرد و همچنین برای اینکه بتوانید به سیستم هشدار اولیه‌ی دقیق و خوبی دست پیدا کنید، باید تعداد زیادی لرزه‌نگار در یک منطقه‌ی به‌خصوص داشته باشید».

توضیحات مهندس نرم‌افزار گوگل به‌وضوح نشان می‌دهد امکان استفاده از لرزه‌نگارها در سراسر دنیا وجود ندارد؛ گزینه‌ی جایگزین چیست؟ دستگاهی که در تقریبا تمامی مناطق دنیا یافت می‌شود. به‌همین دلیل گوگل در مرحله‌ی دوم و سوم راه‌اندازی سیستم لرزه‌نگار جهانی،‌ سراغ استفاده از گوشی‌های هوشمند مجهز به سیستم‌عامل اندروید می‌رود.

گوگل تصمیم گرفته به‌شکلی محتاطانه در این مسیر پیش رود و این یعنی قرار نیست در زمانی سریع، شاهد راه‌اندازی کامل سیستم باشیم. گوگل می‌گوید قصد دارد در مرحله‌ی دوم، شروع‌به نمایش نتایج مربوط به لرزه‌نگاری در موتور جست‌و‌جو بکند (این نتایج، محلی‌سازی می‌شوند و این یعنی برای هر منطقه، به‌صورت جداگانه ارائه خواهند شد). درواقع گوگل براساس داده‌هایی که از گوشی‌های اندرویدی به‌دست می‌آورد، نتایج مربوط به لرزه‌نگاری سیستم خود را در صفحه‌ی جست‌و‌جو نشان می‌دهد. ایده‌ی اصلی پشت این کار این است که وقتی حس کردید زلزله رخ داده، سراغ گوگل بروید تا بفهمید آنچه حس کردید واقعا زلزله بوده یا خیر.

پیش از فرا رسیدن مرحله‌ای که گوگل هشدار زلزله را ارسال می‌کند، این شرکت قصد دارد اطلاعات مربوط به زلزله را در صفحه‌ی نتایج جست‌و‌جو به‌نمایش بگذارد

درنهایت زمانی‌که گوگل بتواند از دقت سیستم لرزه‌نگار اطمینان پیدا کند، مرحله‌ی سوم را کلید خواهد زد. در مرحله‌ی سوم، فرایند ارسال هشدار زلزله به کاربران آغاز می‌شود. این پیغام‌های هشدار به‌کسانی ارسال می‌شوند که در مناطق بدون حسگر لرزه‌نگار حضور دارند و ممکن است درصورت رخداد زلزله، آسیب‌های بیشتری ببینند. مارک استوگایتیس در ادامه‌ی سخنان خود می‌گوید داده‌هایی که به‌عنوان بخشی از پروژه‌ی جدید گوگل جمع‌آوری می‌شوند، ناشناس باقی می‌مانند و هیچ اطلاعاتی از خود کاربر دردسترس گوگل قرار نمی‌دهند. طبق گفته‌ی استوگایتیس، گوگل برای اینکه بتواند سیستم را راه‌اندازی کند صرفا به اطلاعات کلی که وارد جزئیات نمی‌شوند، نیاز دارد.

در نظر داشته باشید که پیغام‌های هشدار زلزله و همچنین مشارکت در سیستم لرزه‌نگار جهانی، به انتخاب کاربر انجام می‌گیرند. مهندس نرم‌افزار گوگل حرف‌هایش را ادامه می‌دهد: «آنچه ما برای سیستم جدیدمان واقعا به آن نیاز داریم، همین لرزه‌نگارهای کوچک هستند که آن بیرون پیدا می‌شوند. ما هیچ نیازی به دانستن اطلاعات از خودِ فردی که داده‌ها را می‌فرستد نداریم، زیرا اطلاعات آن فرد اصلا اهمیتی برای ما ندارد».

براساس گفته‌ی مهندس نرم‌افزار گوگل، می‌توان گوشی اندرویدی را به لرزه‌نگار کوچک یا به‌بیان بهتر، «مینی‌ لرزه‌نگار» تبدیل کرد. دلیل اصلی فراهم‌شدن امکان ‌تبدیل گوشی اندروید به مینی لرزه‌نگار این است که دستگاه‌های موردبحث حسگر شتاب‌سنج دارند؛ حسگر شتاب‌سنجی همان چیزی است که می‌تواند تشخیص دهد گوشی خود را چرخانده‌اید یا نه. اندروید با استفاده از داده‌هایی که شتاب‌سنج ثبت می‌کند می‌تواند لرزیدن گوشی را تشخیص دهد. سیستم موردبحث تنها هنگامی فعال می‌شود که گوشی به برق متصل باشد و کاربر از آن استفاده نکند؛ بدین ترتیب عمر باتری دستگاه کاهش نمی‌یابد.

گوشی‌های اندرویدی می‌توانند امواج p (اولیه) و امواج s (ثانویه) زمین‌لرزه را تشخیص دهند

مارک استوگایتیس در ادامه می‌گوید:‌ «ما متوجه شدیم گوشی‌های هوشمند اندرویدی به‌حدی حساس هستند که بتوانند امواج زلزله را تشخیص دهند. همین‌که موج زلزله به‌سمت جلو پیش می‌رود، گوشی‌های اندرویدی توانایی تشخیص آن‌ها را پیدا می‌کنند. به‌علاوه گوشی‌های اندرویدی به‌طور معمول می‌توانند دو نوع اصلی امواج زمین‌لرزه یعنی امواج p و امواج s را بفهمند. هر یک از گوشی‌های اندرویدی می‌تواند تشخیص دهد که چیزی شبیه به زلزله درحال رخ دادن است؛ بااین‌حال برای اینکه مطمئن شوید که واقعا با زلزله سر و کار دارید، باید مجموعه‌ی زیادی از گوشی‌های اندرویدی را در یک منطقه داشته باشید».

طبق اطلاعات علمی، موج p (مخفف primary به‌معنی اولیه)، اولین و سریع‌ترین موجی است که از مرکز زمین‌لرزه نشئت می‌گیرد. امواج s (مخفف secondary به‌معنی ثانویه) کندتر هستند، اما می‌توانند بسیار قوی‌تر و مخرب‌تر باشند. آن‌طور که استوگایتیس ادعا می‌کند، سیستم ویژه‌ی گوگل توانایی تشخیص هر دو نوع موج را دارد. این مهندس در ادامه می‌گوید:‌ «در اغلب اوقات مردم حتی امواج p را حس نمی‌کنند، زیرا این امواج کوچک‌تر هستند، بااین‌حال امواج s [به‌دلیل قدرت زیادشان] متمایل‌به ایجاد خسارت بسیار بیشتری هستند. موج p چیزی است که می‌تواند به شما بگوید برای موج s آماده شوید».

داده‌های مربوط به سیستم لرزه‌نگار جهانی، به روشی که گوگل علاقه‌ی زیادی به آن دارد پردازش می‌شوند: استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته روی داده‌های جمع‌‌آوری‌شده از هزاران گوشی برای تشخیص اینکه زلزله در حال رخ دادن است یا خیر. همان‌طور که بالاتر اشاره کردیم، سیستم‌های پیشرفته‌ی لرزه‌نگار بسیار گران‌قیمت هستند و البته دقت زیادی هم دارند، ازطرفی گوشی‌های اندرویدی را داریم که از دو مزیت مهم بهره می‌برند؛ گوشی‌های اندرویدی هم ارزان‌تر هستند و هم به‌تعداد بی‌شمار یافت می‌شوند. گوگل می‌تواند از فیلترهای بیزی و الگوریتم‌های دیگر به‌منظور تبدیل آن اعداد به داده‌های لرزه‌نگاری استفاده کند. این داده‌ها به‌حدی دقیق خواهند بود که می‌توان از آن‌ها برای ارسال پیغام هشدار استفاده کرد. گوگل می‌گوید سیستم جدیدی که طراحی کرده می‌تواند مرکز زمین‌لرزه را مکان‌یابی کند و حتی میزان شدت زلزله را تشخیص دهد.

مهندس گوگل می‌گوید ماهیت موج‌های زمین‌لرزه به‌گونه‌ای است که می‌توانند برخی محدودیت‌ها ایجاد کنند. استوگایتیس ادامه می‌دهد: «بزرگ‌ترین نکته‌ی کلیدی این است گوشی‌هایی که کمترین فاصله را با زمین‌لرزه دارند می‌توانند با اطلاع‌رسانی به کاربران، به آن‌ها برای فرار از زمین‌لرزه کمک کنند. یکی از محدودیت‌های سیستم این است که نمی‌توانیم به تمامی کاربران پیش از اینکه زلزله به آن‌ها برسد، اطلاع دهیم. کاربرانی که به مرکز زمین‌لرزه نزدیک‌تر هستند احتمالا به‌موقع پیغام هشدار را دریافت نمی‌کنند، چون ما نمی‌توانیم زلزله را پیش از اینکه زمانش برسد، پیش‌بینی کنیم».

پیغام‌های هشدار سیستم گوگل برای کسانی که در نزدیک مرکز زمین‌لرزه هستند «پس از چند ثانیه» به‌نمایش درمی‌آید؛ به‌علاوه برای افرادی که در خارج از مرکز زمین‌لرزه هستند ممکن است ۳۰ تا ۴۵ ثانیه طول بکشد. مهندس نرم‌افزار گوگل ادامه می‌دهد: «ما همکاران زلزله‌شناس زیادی در داخل تیم خود داریم که واقعا همکاری نزدیکی با ما دارند». طبق گفته‌ی مهندس گوگل، در بین این افراد ریچارد آلن هم دیده می‌شود. ریچارد آلن بخش عمده‌ی حرفه‌ی خود را صرف کار روی سیستم‌های هشدار اولیه‌ی زمین‌لرزه کرده و توانسته بخش عظیمی از سیستم shakealert را طراحی کند. مهندس گوگل می‌گوید ریچارد آلن پیش‌تر در گذشته توانسته نوعی سیستم تشخیص زلزله‌ی مبتنی‌بر گوشی را بسازد.

سیستم لرزه‌نگار گوگل می‌تواند مرکز زمین‌لرزه و شدت آن را تشخیص دهد

اپلیکیشن myshake که توسط ریچارد آلن توسعه داده شده، مثال اولیه‌ی سیستم‌هایی شبیه به آنچه گوگل راه‌اندازی کرده به‌حساب می‌آید. بااین‌حال، تفاوت مهمی بین myshake و سیستم گوگل وجود دارد. گوگل می‌تواند این سیستم تشخیص زلزله را مستقیما به‌درون اندروید منتقل کند و این کار در مقیاسی بسیار بزرگ انجام می‌گیرد. البته برخلاف سیستم گوگل، اپلیکیشن myshake روی آیفون‌های اپل هم کار می‌کند.

گوگل قصد دارد سطوح مختلف هشدار را برای انواع زمین‌لرزه‌ها طراحی کند. اهالی مانتین‌ویو برای دستیابی به این هدف سراغ زلزله‌شناسان متعددی رفته‌اند و با آن‌ها مشورت کرده‌اند. گوگل نه‌تنها در زمینه‌ی طراحی هسته‌ی اصلی سیستم بلکه برای فهمیدن اینکه پیغام‌های هشدار باید چگونه به‌نمایش دربیایند، با زلزله‌شناسان مشورت کرده است. استوگایتیس می‌گوید: «هدف اصلی این است که بتوانیم در سریع‌ترین زمان ممکن، اطلاعات را انتقال دهیم و به کاربر بفهمانیم که باید در زمانی بسیار سریع به این اتفاق واکنش نشان دهند. برای این کار کاربر باید بدون اینکه مجبور باشد متن زیادی را بخواند، از رخداد زلزله باخبر شود».

پیغام‌های هشدار گوگل حاوی توصیه‌های ایمنی مربوط به زلزله هم خواهند بود

گوگل می‌گوید امیدوار است در بلندمدت بتواند api ویژه‌ای بر پایه‌ی سیستم تشخیص زلزله‌اش طراحی کند. گوگل قصد ندارد از این سیستم در آیفون‌های اپل استفاده کند، بااین‌حال اگر api موردبحث دردسترس قرار بگیرد، اپل خواهد توانست به‌صورت آزادانه از آن استفاده کند. نکته‌ی جالب‌تر این است که پلتفرم‌ها و سیستم‌های دیگر هم می‌توانند از مزیت‌های api لرزه‌نگار گوگل بهره‌مند شوند.

مهندس گوگل در ادامه‌ی سخنان خود می‌گوید: «برای مثال، بقیه می‌توانند سیستمی جدید طراحی کنند که براساس آن، آسانسور به‌محض رسیدن به طبقه‌ی بعد درهایش را باز کند تا مردم بتوانند پیش از رسیدن موج زلزله، از آسانسور خارج شوند. به‌علاوه می‌توانید ازطریق این api سیستمی برای بستن خودکار شیرهای گاز به‌هنگام رخداد زلزله طراحی کنید. می‌توانید سیستمی برای توقف فوری فرایند عمل بیماران در اتاق عمل طراحی کنید یا اینکه سیستمی داشته باشید که بتواند در زمانی سریع درِ ایستگاه‌های آتش‌نشانی را باز کند. به‌دفعات هنگام زلزله آتش‌سوزی رخ داده. در این گونه مواقع آتش معمولا به مشکلی بزرگ تبدیل می‌شود و آتش‌نشانان نمی‌توانند به‌موقع بیرون بیایند؛ ازطریق api گوگل می‌توانید سیستمی طراحی کنید که از پس این کار بربیاید. هواپیماها به‌لطف سیستمی جدید می‌توانند درصورت دانستن رخداد زلزله، فرود آمدن را لغو کنند. سیستمی ویژه می‌تواند سرعت حرکت قطارها را کم کند. می‌توان با استفاده از این سیستم لرزه‌نگار مبتنی‌بر اندروید، اکوسیستمی کامل به‌وجود آورد. داده‌های اکوسیستم را می‌توان روی سرورها ذخیره کرد تا بقیه هم بتوانند به آن‌ها متصل شوند».

گوگل احتمالا در آینده، api سیستم تشخیص زلزله‌ی خود را هم طراحی و منتشر خواهد کرد

میزان کاربردهای سیستم لرزه‌نگار گوگل بسیار زیاد است و مسئولیت نگه‌داری از این سیستم بزرگ هم به‌همان مقدار سخت خواهد بود. بنابراین هنوز فاصله‌ی زیادی تا طراحی api گوگل داریم. گوگل می‌گوید قصد دارد سیستم را به‌گونه‌ای طراحی کند که کمترین خطا را داشته باشد و زلزله را به‌درستی تشخیص دهد. گوگل در طراحی سیستم جدیدش مجبور شد به‌شدت تلاش کند تا مطمئن شود اعلان این سرویس مشکلی برای شبکه‌های سلولار ایجاد نمی‌کند. ارسال ناگهانی یک پینگ خاص به همه‌ی گوشی‌های اندرویدی از پتانسیل لازم برای گرفتار کردن امواج مربوط به شبکه‌های سلولار برخوردار است.

گوگل قصد دارد سرویس جدید خود را ازطریق خدمات موبایلی گوگل (google mobile services) دردسترس عموم قرار دهد؛ بنابراین به‌منظور دسترسی به آن مجبور نیستید که کل سیستم‌عامل را به‌روزرسانی کنید. این موضوع بدین معنی است که سیستم لرزه‌نگار گوگل و همچنین پیغام‌های هشدار آن، روی بسیاری از گوشی‌های هوشمند اندرویدی که امروزه در بازار پیدا می‌شوند کار خواهند کرد. در‌دسترس‌قرار‌گرفتن سیستم لرزه‌نگار ازطریق gms همچنین بدین معنی است که این سیستم قرار نیست به این‌زودی‌ها برای کاربران چینی منتشر شود؛ زیرا گوشی‌های اندرویدی در چین، از gms استفاده نمی‌کنند.

گوگل با استفاده از شبکه‌ی دستگاه‌های لرزه‌نگار فعلی، به‌شکل فوری ارسال پیغام هشدار زلزله را برای ساکنین ایالت کالیفرنیا آغاز می‌کند. به‌علاوه گوگل به‌زودی، نمایش داده‌های زمین‌لرزه را در صفحه‌ی نتایج جست‌و‌جو آغاز می‌کند. نمایش پیغام‌های هشداری که براساس داده‌های جمع‌آوری‌شده از گوشی‌های اندرویدی به‌دست می‌آیند، کمی بیشتر طول می‌کشد.

گوگل می‌گوید اگر منطقه‌ای دارای سیستم تشخیص زمین‌لرزه و هشدار درباره‌ی آن باشد، ترجیح می‌دهد به‌جای سیستم مبتنی‌بر گوشی، از همان سیستم استفاده کند. مارک استوگایتیس در انتهای سخنان خود می‌گوید «اساسا صدها میلیون نفر در سراسر دنیا وجود دارند که در نزدیکی گسل‌های زمین‌لرزه زندگی می‌کنند» و گوگل معتقد است که می‌تواند به این افراد برای فهمیدن رخداد زلزله کمک کند.