Исследователи из Университета Миннесоты создали технологию использования роя дронов с искусственным интеллектом для анализа поведения дыма при лесных пожарах и контролируемых выжиганиях. Работа опубликована в журнале Science of the Total Environment.
ИИ-дроны учатся «читать» дым лесных пожаров
Ученые Университета Миннесоты разработали дроны с искусственным интеллектом для обнаружения, отслеживания и анализа дымовых шлейфов лесных пожаров. Дроны способны отыскать шлейф и определить место возгорания.
Используя автономные дроны, исследователи могут создать 3D-реконструкцию дымового шлейфа и улучшить анализ структуры потоков. Jiarong Hong Lab
Только в Бразилии в 2024 году Глобальной системой информирования о лесных пожарах (GWIS) было зафиксировано 53 302 лесных пожара, в результате которых сгорело примерно 37 578 692 га тропических болот в бразильском Пантанале в штате Мату-Гросу-ду-Сул и дождевых лесах Амазонии. Леса горели по всему миру. Лесные пожары в связи с засухами, связанными с глобальным потеплением, только усиливаются, и с ними нужны более эффективные средства борьбы.
Главным преимуществом новой системы является способность создавать трехмерные реконструкции дымовых шлейфов путем захвата их под разными углами с помощью роя ИИ-управляемых летательных аппаратов. В отличие от традиционных дронов, эти роботы могут самостоятельно идентифицировать дым и направляться прямо к шлейфу для сбора данных.
Графическая аннотация.
Дым и огонь
«Главное — понимание состава частиц дыма и того, как они рассеиваются», — говорит соавтор работы Джиаронг Хонг. — «Более мелкие частицы улетают дальше и остаются во взвешенном состоянии дольше, воздействуя на регионы, удаленные от пожара».
Стоимость технологии значительно ниже спутниковых инструментов, при этом она обеспечивает высокое разрешение сбора данных на больших площадях. Это открывает возможности для адаптации системы не только для лесных пожаров, но и для песчаных бурь, извержений вулканов и других стихийных бедствий, связанных с загрязнением воздуха.
Дымовой шлейф, распознанный ИИ-сенсором.
Команда работает над практическим применением исследований для раннего обнаружения и предотвращения пожаров. Ученые собирают рой из дроны VTOL (вертикальный взлет и посадка), которые могут летать более часа.
«Раннее выявление огня является важнейшим моментом. Чем раньше вы нашли огонь, тем быстрее сможете начать его тушить», — подчеркивает Хонг. Ближайшая цель команды — перевести исследования в практические инструменты для эффективного обнаружения пожаров.