Cum sunt folosite tehnologiile de AI pentru lupta cu incendiile de pădure

Încălzirea globală a făcut ca incendiile de pădure să apară tot mai des, chiar și dincolo de Cercul Polar, iar înmulțirea lor face necesară folosirea de noi tehnologii pentru a le detecta rapid. Camere video super-sofisticate, senzori de înaltă precizie, soft-uri ce analizează serii de date, dar și drone: toate sunt încercate în Europa, Australia și America de Nord.

Tehnologia, mobilizată la maximum după dezastrul de la Los Angeles

În ultimii ani s-a scris mult despre incendiile de pădure cauzate de vremea tot mai caldă, din Finlanda până în Portugalia și din SUA până în România. În Europa, au fost valuri de căldură încă din aprilie, iar cele mai dure incendii de pădure din lume au fost capabile să distrugă în cazuri extreme și localități întregi.

Tehnologiile de AI sunt foarte eficiente în depistarea incendiilor de pădure din mai multe motive cruciale care țin de viteză, precizie și capacitatea de analiză a unor volume uriașe de date.

Incendiile din zona Los Angeles au fost intens mediatizare acum câteva luni, mai ales că au făcut victime, dar și pagube de miliarde de dolari. În regiune au fost testate și cele mai noi sisteme automate de detecție a incendiilor, sisteme ce dispun de tehnologii de vedere pe timp de noapte (night vision) și trimit imagini non-stop.

A devenit clar că merită folosite în lupta cu incendiile mai multe tehnologii de ultimă oră și a fost creată în California și o rețea de turnuri de observație cu camere video și senzori ce trimit în timp real informații despre când un incendiu este pe cale să devină periculos pentru oameni, vegetație sau locuințe.

Aceste tehnologii apar într-o perioadă în care incendiile de vegetație se intensifică din cauza temperaturilor în creștere, a secetelor prelungite și a dezvoltării urbane necontrolate în zone vulnerabile.

Rețeaua de camere video numită ALERTCalifornia a început în 2023 să adauge tehnologii de AI la camerele sale video, iar în prezent aceste tehnologii de AI sunt implementate pe 1.150 de camere ce scanează regiuni în care ar exista pericolul să izbucnească incendii.

Aceste camere cu „roboți AI” au detectat peste 1.200 de incendii: și-au dovedit utilitatea mai ales pe timp de noapte și în regiuni izolate, unde nu erau prezenți oameni care să alerteze serviciile de urgență.

Primele camere video gândite pentru lupta cu incendiile au fost instalate după incendiile devastatoare din San Diego din 2003 și rețeaua s-a tot extins, pe măsură ce riscurile apariției de incendii au tot crescut. Nu erau însă folosite soft-uri de AI sofisticat, acestea fiind introduse în 2023 de Cal Fire.

Pe măsură ce AI-ul generativ s-a dezvoltat, cercetătorii și pompierii au constatat că pot „antrena” soft-urile să analizeze fluxurile video ale camerelor, pentru a detecta anomalii ce pot semnala un incendiu: fum mai gros într-o anumită zonă sau ridicarea fumului în altă regiune. Despre cum au fost folosite aceste tehnologii puteți citi pe Los Angeles Times și pe statescoop.com.

Cal Fire a testat în 2023 noile camere AI în câteva dintre cele 21 de centre de comandă pentru situații de urgență, dar le-a instalat rapid în toate, după ce acele camere de test au început să detecteze incendiile tot mai rapid. Un punct de maxim a fost când un incendiu de lângă orașul viticol Sonoma a putut fi rapid stins, după ce camerele AI l-au semnalat. A fost dovada supremă că tehnologia chiar salvează vieți.

Dronele echipate cu camere termice și senzori LIDAR pot pătrunde în zone periculoase și pot transmite date valoroase echipelor de intervenție. Pe viitor se preconizează că tot mai des și roboții pot ajuta la stingerea incendiilor în locuri inaccesibile pentru pompieri, însă este o soluție mai scumpă ce nu este la îndemâna tuturor.

Și în alte zone din SUA aceste camere AI s-au dovedit foarte utile.

În iunie anul trecut, camerele video cu AI instalate în statul american Colorado au detectat fum, după ce un fulger a lovit un munte deasupra suburbiilor din Denver. Sistemul a identificat coordonatele exacte, iar pompierii au reușit să trimită rapid echipe de intervenție, stingând la timp incendiul.

Europa și modelul „Probability of Fire”

Se fac cercetări și în Europa. Experții de la Centrul European pentru Prognoze Meteorologice pe Termen Mediu au anunțat un model denumit Probability of Fire (PoF), care nu ia în considerare doar prognozele privind condițiile meteo (căldura și uscăciunea asociate incendiilor), ci și alte detalii relevante, cum ar fi cantitatea de vegetație disponibilă pentru a alimenta flăcările și chiar activitatea umană. Modelul PoFa fost antrenat folosind 19 seturi de date.

Predicțiile pe cinci zile ale riscului de incendiu în regiunea Los Angeles, realizate pe 7 ianuarie cu noul instrument Probability of Fire, au prognozat mai precis locațiile incendiilor, în comprație cu indicele meteo convențional, spun cercetătorii. Despre acest model a scris și publicația Financial Times, iar un studiu a fost publicat în revista Nature Communications.

AI-ul pus în slujba luptei cu focul mai are un avantaj: poate diferenția între fum de incendiu și alte fenomene (ceață, nori), reducând numărul alarmelor false care ar pune degeaba pompierii pe drumuri, în loc să fie în locurile unde chiar este nevoie de ei.

Luptă grea cu focul în pădurea amazoniană

Și în pădurea amazoniană se testează tehnologii care arată că AI-ul are mare potențial în detectarea incendiilor de vegetație.

Inteligența artificială are un „potențial enorm” în detectarea incendiilor de vegetație, sugerează un studiu asupra pădurii amazoniene.

Un tip de AI testat în ultimele luni are potențialul de a se transforma într-o soluție redutabilă pentru detectarea automată a incendiilor de vegetație, reducând semnificativ timpul necesar pentru a limita efectele devastatoare, conform arată un alt studiu.

Noua tehnologie utilizează un model bazat pe „Rețele Neuronale Artificiale”, care combină imagini satelitare cu învățarea aprofundată (deep learning). Publicația phys.org a relatat despre studiul publicat în revista științifică International Journal of Remote Sensing. Rata de succes a fost de 93%, atunci când modelul a fost antrenat pe un set de imagini ale pădurii amazoniene, atât cu incendii, cât și fără.

În prezent, monitorizarea pădurii amazoniene se face (aproape) în timp real, însă tehnologia actuală are o rezoluție insuficientă, iar asta îi limitează capacitatea de a detecta detalii în zone izolate și pot fi ratate focarele mai mici de incendiu.

Noua tehnologie utilizează un tip de rețea neuronală artificială ce analizează și ierarhizează regiunile afectate de incendii, pentru a îmbunătăți detectarea focuriloe. Algoritmii devin tot mai performanți, însă numai după ce sunt expuși la un volum tot mai mare de date.

Echipa de cercetători de la „Universidade Federal do Amazonas”, din Manaus (Brazilia) a utilizat imagini preluate de la sateliții Landsat 8 și 9 pentru a antrena sistemul și a făcut apoi mai multe teste, pentru a vedea cum face tehnologia distincție între imaginile care înfățișau incendii și cele în care nu existau focuri. Rezultatele au fost promițătoare.

Sursa foto: Dreamstime.com