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Fujitsu utiliza IA para predecir inundaciones de ríos

Fujitsu Limited y Fujitsu Laboratories Ltd. anuncian el desarrollo de una tecnología que se basa en modelos matemáticos construidos con datos limitados sobre los niveles de lluvia y agua, para crear predicciones de inundaciones de los ríos.

Fujitsu utiliza IA para predecir inundaciones de ríos
Fujitsu utiliza IA para predecir inundaciones de ríos

La solución aprovecha Fujitsu Human Centric AI Zinrai, un portfolio integral que abarca la amplia gama de tecnologías y técnicas de inteligencia artificial (IA) de Fujitsu, y utiliza un modelo que incorpora los conocimientos de la hidrología para producir una IA que logre predicciones con mayor precisión. La nueva tecnología es efectiva incluso para ríos más pequeños con datos de medición limitados o para áreas donde los sensores de nivel de agua se han instalado recientemente y aún no han acumulado suficientes datos. Estas predicciones ofrecerán a las autoridades una herramienta vital para ofrecer tiempos de respuesta más rápidos y mitigar los daños por inundaciones en caso de un desastre natural, incluido el envío de personal a las áreas afectadas y el apoyo a la toma de decisiones apropiadas al emitir avisos de evacuación.

Fujitsu y Fujitsu Laboratories continuarán trabajando para perfeccionar aún más esta tecnología a través de una prueba de campo con gobiernos locales en todo Japón, con el objetivo de ofrecer una solución comercial durante el año fiscal 2019. Así, la multinacional demuestra cómo esta y otras tecnologías de IA desempeñan un papel importante para combatir los efectos del cambio climático y contribuir al logro de una mayor sostenibilidad en la sociedad.

Antecedentes

En los últimos años, los gobiernos locales en Japón se han enfrentado a los desafíos de la gestión de los ríos que causan graves daños por inundaciones a raíz de las frecuentes fuertes lluvias. Los ríos más pequeños que fluyen a través de áreas urbanas, a menudo experimentan un aumento repentino del nivel del agua debido al impacto de tormentas de lluvia y tifones impredecibles, pero poderosos. Año tras año, el riesgo de que ocurran daños importantes muy rápidamente por inundaciones representa una amenaza esporádica, pero cada vez más grave, lo que subraya la necesidad urgente de mejorar las medidas frente a la inundación. Como parte de estas, se han realizado predicciones del nivel del agua para grandes ríos designados como riesgo de inundación. Sin embargo, para ríos más pequeños o áreas donde se han instalado sensores de nivel de agua recientemente, hacer predicciones precisas ha resultado difícil hasta ahora, debido a la falta de datos suficientes, sobre el nivel de agua y los últimos resultados de observación de la tasa de flujo. Para abordar esto, Fujitsu y Fujitsu Laboratories han desarrollado una nueva tecnología que predice con precisión los niveles de agua, incluso para ríos con datos de medición limitados, permitiendo al personal de prevención de desastres tomar medidas tempranas para mitigar los daños.

Acerca de la tecnología recientemente desarrollada

Fujitsu y Fujitsu Laboratories han desarrollado un modelo matemático que puede encontrar parámetros óptimos cuando el aprendizaje automático se usa para conocer el modelo con datos de lluvia y del nivel de agua pasados, creando funciones basadas en el concepto de modelo de tanque, que expresa la descarga de agua de una cuenca fluvial dentro de la hidrología.

Usando este modelo, la IA predice los niveles de agua futuros en función de la información recopilada para presentar los datos sobre las precipitaciones y el nivel de agua, junto con los pronósticos para las próximas horas transmitidos a los gobiernos locales por varias organizaciones meteorológicas. El modelo de predicción también se puede optimizar muy rápidamente, incluso después de los cambios en el entorno del río o la introducción de nueva infraestructura. En casos como este, el modelo simplemente se puede re-entrenar utilizando datos de lluvia y del nivel de agua tomados después de cualquier cambio.

Cuando se realizó una prueba que evaluaba la precisión del nuevo modelo aplicando esta tecnología a datos anteriores de ríos más pequeños administrados por un gobierno local, se verificó que cuando se trabajaba con datos de sólo un aumento de nivel de agua de lluvia podía predecirse con una precisión consistente (Figura 2). Además, Fujitsu y Fujitsu Laboratories han llevado a cabo una evaluación que compara esta tecnología con los métodos estándar de predicción del nivel del agua, que utilizan datos como observaciones de caudal. La evaluación, realizada con la asistencia del profesor Akira Kawamura de la Universidad Metropolitana de Tokio, confirmó con éxito que esta tecnología puede ofrecer una precisión equivalente o mejor.

Perspectivas de futuro

Fujitsu anticipa que esta tecnología también se puede aplicar para ayudar a controlar las inundaciones en ríos fuera de Japón y está llevando a cabo una variedad de pruebas con clientes con el objetivo de ponerla a disposición como solución comercial en el año fiscal 2019. Fujitsu Laboratories está trabajando para mejorar aún más la precisión de esta tecnología, haciéndola parte de un conjunto de tecnologías predictivas y de diagnóstico para proteger los activos de los clientes, incluyendo las instalaciones y la infraestructura social cerca de los ríos, contribuyendo así a la creación de pueblos y ciudades resistentes a los desastres gracias al uso de tecnología digital.

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