MyShake UC Berkeley und Deutsche Telekom machen Smartphones zu Seismographen

Autor: Sebastian Gerstl

Die Telekom und die University of California, Berkeley, treiben die Frühwarnung vor Erdbeben voran. Die Android-App MyShake schaltet Smartphones zusammen – mit dem Ziel, ein weltweites seismisches Sensornetz zu schaffen und letztlich auch Nutzer vor drohenden Erdstößen zu warnen.

Smartphones als Seismographen: Die App MyShake nutzt Smartphone-Sensoren wie das Accelerometer, um Seismische Schwingungen aufzuzeichnen und in der Cloud auszuwerten. Werden in derselben Region von mehreren Smartphones die gleiche Sorte Schwingungen erfasst, wird eine Erdbebenwarnung herausgegeben.
Smartphones als Seismographen: Die App MyShake nutzt Smartphone-Sensoren wie das Accelerometer, um Seismische Schwingungen aufzuzeichnen und in der Cloud auszuwerten. Werden in derselben Region von mehreren Smartphones die gleiche Sorte Schwingungen erfasst, wird eine Erdbebenwarnung herausgegeben.
(Bild: UC Berkeley)

MyShake beruht auf einem von Wissenschaftlern der UC Berkeley entwickelten Algorithmus. Die App wurde von Programmierern des Silicon Valley Innovation Center geschrieben, einem Standort der T-Labs. Vorerst sammelt MyShake lediglich Informationen der im Smartphone verbauten Sensoren und analysiert sie.

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Falls die Daten dem Schwingungsprofil eines Erdbebens entsprechen, meldet die App Zeitpunkt und Amplitude der Erschütterung sowie die GPS-Koordinaten des Smartphones an die Berkeley Seismological Laboratories zur weiteren Analyse. Der Algorithmus ist dabei in der Lage, zwischen typischen „menschlichen“ Erschütterungen, wie sie etwa beim Joggen oder Zugfahren entstehen, und seismischen Schwingungen zu unterscheiden. Cloud-basierte Software prüft dabei kontinuierlich die eingehenden Daten.

Sollten mindestens vier Endgeräte ein Beben registrieren und dies mehr als 60 Prozent aller Smartphones in einem 10-Kilometer-Radius des Epizentrums entsprechen, bestätigt das Programm ein Erdbeben. Die Forscher vergleichen diese Werte dann mit denen der traditionellen Seismographen.

Die App zeichnet die Daten der Sensoren kontinuierlich auf. Nach einem bestätigten Erdbeben sendet sie fünf Minuten dieser Daten zu Forschungszwecken an die Seismologen: die Minute vor dem Beben sowie die vier Minuten danach. Dies geschieht jedoch nur, wenn das Smartphone sich im WLAN befindet.

Erfassung ab einer Erdbebenstärke mit Magnitudenwert 5

In einem YouTube-Video erläutert Richard Allen, leitender Entwickler der App und Direktor des Berkeley Seismological Laboratory, die Funktionsweise und den Grundgedanken hinter der App.

So gut können Smartphones Erdbeben erfassen: Ein durchschnittliches Smartphone registriert Erdbeben mit einer Stärke von 5 innerhalb eines Radius von 10 Kilometern. Das ist zwar deutlich schwächer als klassische Seismographen, doch sind Smartphones viel weiter verbreitet.
So gut können Smartphones Erdbeben erfassen: Ein durchschnittliches Smartphone registriert Erdbeben mit einer Stärke von 5 innerhalb eines Radius von 10 Kilometern. Das ist zwar deutlich schwächer als klassische Seismographen, doch sind Smartphones viel weiter verbreitet.
(Bild: UC Berkeley)

Obwohl die im Smartphone eingebauten Sensoren kontinuierlich weiter entwickelt werden, sind sie noch nicht so zuverlässig wie klassische Seismographen. Doch mittlerweile sind sie in der Lage, Erdbeben oberhalb des Magnitudenwerts 5 in bis zu zehn Kilometern Entfernung wahrzunehmen – also solche Erdbeben, die Schäden anrichten.

Und was die Sensoren an Empfindlichkeit vermissen lassen, gleichen sie durch ihre Allgegenwärtigkeit aus: Allein in der Erdbebenregion Kalifornien gibt es geschätzte 16 Millionen Smartphones, weltweit sind es eine Milliarde.

Sobald genügend Menschen die App nutzen und sie zuverlässig arbeitet, wollen die Seismologen von UC Berkeley mit den Daten auch Personen vor drohender Gefahr durch Erdbeben warnen. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sie nach einer etwa einjährigen Testphase ein App-Update veröffentlichen können, mit dem auch Warnungen an Nutzer versendet werden.

In dicht besiedelten Erdbebengebieten wie Kalifornien oder Japan, aber auch gerade in erdbebengefährdeten Entwicklungsländern wie Nepal oder Peru könnte ein Crowdsourcing-Netzwerk wie MyShake Betroffene die entscheidenden Sekunden frühzeitiger warnen und im Idealfall Menschenleben retten. In letztgenannten Gebieten gibt es wenige bis gar keine traditionellen Warnsysteme, dafür aber Millionen Smartphone-Nutzer.

MyShake läuft im Hintergrund des Smartphones mit geringem Stromverbrauch, sodass die App lokale Beben jederzeit registrieren kann ohne den Nutzer einzuschränken. Die App ist aktuell für Android-Smartphones im Google Play Store kostenlos verfügbar. Die UC Berkeley arbeitet derzeit auch an einer iOS-Version.

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