Las redes neuronales (neural networks) en el lenguaje computacional, hacen parte del denominado aprendizaje profundo (deep learning), el cual a su vez es un subcampo del denominado aprendizaje de máquinas (machine learning), todo como parte de la Inteligencia artificial. Este lenguaje es un mecanismo que implementa matemática y estadística para simular el pensamiento o actividad neuronal biológica de los humanos en una máquina o computadora. El presente estudio, muestra los resultados obtenidos a partir de la configuración de una Red Neuronal Convolucional propia (CNN por sus siglas en inglés) creada para clasificar imágenes representativas de morfologías de partículas volcánicas de tamaño ceniza. Para lograr esto, se implementaron imágenes usadas en un estudio previo (Shoji et al., 2018; Scientific reports), con la finalidad de entrenar la CNN y superar el valor de 92% alcanzado en el mismo. Para esto, fueron consideradas cuatro clases morfológicas (bloque, elongada, redondeada y vesicular) generadas a partir de dos tipos eruptivos diferentes (magmático y freatomagmático). Así, la implementación de la red neuronal entrenada para establecer predicciones de imágenes y por ende determinar la clase morfológica a la que pertenece cada partícula volcánica, dio como resultado un porcentaje de exactitud de 95.48%, superando el máximo alcanzado en el trabajo previo. Esta herramienta, es un insumo para superar dificultades como la subjetividad (método cualitativo) y selección de parámetros morfológicos complejos (método cuantitativo), asociados a los métodos tradicionales de taxonomía de morfología de partículas volcánicas (por ejemplo, con lupa binocular). Debido a la estructura misma de la red neuronal, el aumento de las imágenes de entrenamiento en términos de cantidad, calidad y diversidad de lugares, permitiría mejorar aún más, la clasificación morfológica de partículas volcánicas de tamaño ceniza.

  • Esteban Moncayo, Hugo Murcia, Juan Betancur
  • esteban.601311833@ucaldas.edu.co , hugo.murcia@ucaldas.edu.co , juan.betancur@ucaldas.edu.co