إن مستقبل مكافحة حرائق الغابات الأكثر كثافة والتي تغذيها العوامل المناخية هو في مختبر خارجي مؤقت في ضاحية فوليرتون في لوس أنجلوس بولاية كاليفورنيا.
هناك ، على أرض جامعة ولاية كاليفورنيا ، يقوم طلاب الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر بإشعال النيران الصغيرة واستخدام أجهزة استشعار صغيرة لتحسين كيفية اكتشاف رجال الإطفاء للخطر. تكمن الفكرة في تصميم المستشعرات لالتقاط توقيع الحريق – الحرارة ، والدخان ، والتغيرات في الرطوبة – في اللحظات التي تلي اندلاع الحريق.
يمكن أن تساعد المستشعرات ، مقترنة بالقوة التنبؤية للذكاء الاصطناعي ، المستجيبين الأوائل في الوصول إلى حريق أسرع – أو الأفضل من ذلك ، توقع الأماكن التي من المرجح أن يبدأ فيها الحريق.
سيسمح وجود أجهزة استشعار في الغابة وحولها لرجال الإطفاء بالاستجابة في دقائق ، بدلاً من ساعات وأيام ، مما قد يؤدي إلى إخماد البقع الساخنة قبل أن تتحول إلى جحيم. هذا مهم بشكل خاص في كندا ، مع جغرافيتها الشاسعة وعدد سكانها الصغير نسبيًا.
يقول أستاذ هندسة الكمبيوتر أنكيتا موهاباترا ، إنه إذا كانت المجتمعات وطاقم الإطفاء تمتلك هذه القدرة ، “يمكن تقليل تأثير (حرائق الغابات) على حياة البشر وممتلكاتهم ، وحتى على البيئة ، بشكل كبير – إذا تمكنا حتى من اكتشافها في نفس الوقت. المراحل المبكرة “.
منذ أسابيع ، كانت فرق الإطفاء الكندية والدولية تكافح مئات حرائق الغابات العنيدة في كيبيك وأونتاريو ونوفا سكوشا. لقد كان أسوأ موسم مسجل في كندا. غطى الدخان الشديد الكثير من وسط وشرق كندا ، وكذلك شمال شرق الولايات المتحدة والغرب الأوسط.
أصبح من الواضح أن هناك حاجة إلى مجموعة أوسع بكثير من الأدوات لمكافحة الحرائق الأكثر شراسة والأكبر – وكل شيء على الطاولة.
مستقبل مكافحة الحرائق
عادة ما ترتبط مكافحة حرائق الغابات بأطقم الأرض التي تكافح النيران من الأرض ، إلى جانب قاذفات المياه والمروحيات التي تعمل في السماء.
ولكن مع وجود أجهزة استشعار صغيرة مثبتة على أعمدة الهاتف والأشجار والطائرات بدون طيار وحتى إسقاطها مثل قصاصات الورق على أرض الغابة ، يمكن تنبيه السلطات على الفور إلى أدنى تغييرات في الظروف.
إنه يشبه نظام الإنذار المنزلي باستثناء الغابة ، حيث يرسل تنبيهات نصية لمن يحتاج إلى رؤيتها للاستجابة بسرعة.
تعمل المستشعرات كمجموعات أو عقد ، تقوم بمسح الغابة بحثًا عن علامات المتاعب. يعمل النظام مثل برج الهاتف الخلوي ، باستثناء أن العقد ترسل إشارات لاكتشاف الحرائق.
كلما زاد عدد العقد ، كان الاكتشاف أفضل.
في الأسبوع الماضي فقط ، بدأت شركة Cal Fire ، التي تعمل على مدار العام في ولاية كاليفورنيا ، في اختبار أجهزة الاستشعار لاكتشاف حرائق الغابات بسرعة أكبر.
يقول نائب رئيس Cal Fire ، ماركوس هيرنانديز ، إن الاكتشاف المبكر أمر أساسي ، ويمكن أن تساعد المستشعرات.
“على سبيل المثال ، لنفترض أننا سمعنا تقريرًا غامضًا ، أو نداءًا لحريق من قبل شخص مسافر ، ولا يمكنهم حتى شرح مكانهم بالضبط.”
يمكن أن توفر عقدة أجهزة الاستشعار الموضوعة جيدًا تفاصيل جغرافية ، يتم إرسالها عن طريق النص أو من خلال تطبيق ما مباشرة إلى السلطات.
توفر المستشعرات والكاميرات أدلة مهمة ، حتى لو كانت التكنولوجيا لا تزال تتطور.
مخاوف من الدخان
يقول موهاباترا إنه في المناطق الحضرية على حافة الغابة ، يمكن أن يكون لوجود نظام الكشف المبكر تأثير كبير. “وعندما أقول المراحل الأولى ، أعني في الدقائق القليلة الأولى.”
على سبيل المثال ، يمكن أن يعني الفرق بين الأيام المليئة بالدخان – والخطط الملغاة – أو الصيف العادي.
في كولومبيا البريطانية ، اعتاد الناس بالفعل على طقوس الصيف المتمثلة في دخان حرائق الغابات الذي يلوث السماء ويعطل الخطط. ضرب هذا الواقع الصارخ الملايين في وسط كندا والساحل الشرقي للولايات المتحدة وولايات الغرب الأوسط هذا الربيع والصيف.
وانتقل الدخان الناتج عن أكثر من 500 حريق مشتعل في كندا عبر المحيط الأطلسي إلى أوروبا.
بمجرد النظر إلى التدخين على أنه مصدر إزعاج مؤقت ، أصبح التعامل مع الدخان على نحو متزايد من أولويات السياسة.
يقول مايكل براور ، الأستاذ بجامعة كولومبيا البريطانية والخبير في تأثيرات الملوثات على صحتنا: “نحتاج إلى تعلم كيفية التعايش معها”.
ويحذر من أن “الأمر سوف يزداد سوءًا في الواقع”.
يعد استخدام المستشعرات للكشف عن الدخان في وقت مبكر إحدى الطرق للتخفيف من هذه المخاوف. يقول موهاباترا إن المستشعرات الموضوعة في مناطق نائية يمكنها تنبيه أطقم العمل إلى حريق مشتعل قبل أن يتحول إلى جحيم مستعر يؤثر على المجتمعات المحلية.
أو ، “يمكنك البدء في موقع تحتاج فيه إلى أكبر قدر من الحماية – يمكن أن يكون أقرب إلى بلدة صغيرة ، أو مجموعة كاملة من البلدات الصغيرة” ، كما يقول أبهيشيك مطايد ، الذي تعمل شركته N5 Sensors التي يقع مقرها في ولاية ماريلاند على تطوير التكنولوجيا في ثماني ولايات أمريكية ، وكذلك في كيبيك.
لكنه يوافق على أن أجهزة الاستشعار ليست نوعا من الدواء الشافي. إنها تساعد في علاج الأعراض ، ولكن ليس المرض ، وهو تغير المناخ.
يقول: “المشكلة هائلة”. “إنها مساحة هائلة من الأرض في كل من الولايات المتحدة وكندا.”
الاستفادة من قوة الذكاء الاصطناعي
تقليديا ، يتم استخدام الأقمار الصناعية لتغطية مساحات كبيرة ، والبحث عن علامات النيران ، ولكن صور القمر الصناعي لا يمكن إلا أن تكون قريبة جدًا وتوفر الكثير من التحذير. المستشعرات الموضوعة بشكل استراتيجي أكثر دقة.
إحدى المزايا الإضافية لأجهزة الاستشعار هي أنها تسمح لأطقم العمل بالاستفادة من قوة الذكاء الاصطناعي لتجنب الإنذارات الكاذبة.
يقول مبيض إن الذكاء الاصطناعي “يتعلم من مئات وآلاف الأمثلة على شكل الحريق” ويمكنه التمييز بين “حريق ، مقابل شاحنة ديزل ، مقابل غبار أعمال البناء”.
كلما زادت القدرة التنبؤية للذكاء الاصطناعي ، سواء كانت مخبوزة في أجهزة الاستشعار أو برامج نمذجة النار أو كاميرات الأشعة تحت الحمراء ، يمكن تنبيه أطقم العمل في وقت مبكر.
يقول غابرييل وينر ، الباحث في جامعة كارلتون ، الذي يعمل على طرق لتحسين نماذج وتصورات الحرائق: “للحصول على مزيد من الدقة ، تقوم بتشغيل الكثير والكثير من عمليات المحاكاة ، مع اختلافات صغيرة مختلفة ، للتنبؤ بشكل أفضل (سيناريوهات الحريق)”.
بهذه الطريقة ، كما يقول ، “إذا كنت بحاجة للذهاب إلى رئيس الوزراء الخاص بك وطلب طائرات هليكوبتر (…) لديك تمثيل مرئي لما سيحدث.”
تعمل نماذج النار وأجهزة الاستشعار – جنبًا إلى جنب مع العيون على الأرض وفي الهواء – على تغيير طريقة إخماد الحرائق. على سبيل المثال ، يمكن للقوة التنبؤية للذكاء الاصطناعي أن تبلغ أطقم العمل بأفضل مكان لوضع حاجز لوقف الحريق ، أو أفضل اتجاه يمكن من خلاله مهاجمة اللهب.
يعيش على الحافه
واحدة من أكبر التحديات التي تواجه أطقم العمل هو مكافحة الحرائق في ما يعرف بواجهة البرية-الحضرية (WUI).
هذه مناطق من المدن والبلدات مبنية على طول حافة الغابة.
يقول فولكر راديلوف ، الأستاذ في جامعة ويسكونسن ، ماديسون ، الذي يدرس مخاطر الحرائق في هذه المناطق: “إنه مكان جذاب للعيش فيه”. “يحب الكثير من الناس أن يكونوا قريبين من الطبيعة ، وهذا شيء جيد.
“ولكن بعد ذلك يأتي مع مخاطر أكبر ومشاكل إدارية.”
في الولايات المتحدة ، تم بناء 12.7 مليون منزل ، واستقر 25 مليون شخص في تلك المناطق المعرضة للحرائق في عام 2010 مقارنة بعام 1990.
في عام 2003 ، تعلمت مدينة كيلونا بعض الدروس الصعبة. في ذلك الصيف ، أشعلت صاعقة صاعقة حريقًا مدمرًا دمر أو ألحق أضرارًا بأكثر من 200 منزل عندما كان هديرًا أسفل حافة الغابة.
توقفت المدينة الأسبوع الماضي عندما أدى حريق في جبل نوكس – مرئي للغاية من قلب وسط المدينة – إلى استجابة سريعة. كان من الممكن أن يكون الأمر مختلفًا كثيرًا لو تسللت النار إلى جانب سلسلة من التلال الجبلية.
ومع ذلك ، في جميع أنحاء وادي Okanagan في كولومبيا البريطانية ، يستمر بناء التقسيمات الفرعية على طول WUI ، مما يجعل الحاجة إلى مجموعة من أدوات مكافحة الحرائق أكثر أهمية.
يقول راديلوف: “السؤال هو فقط كيفية إخراج الناس بكفاءة ، وهنا تكمن أهمية تخطيط الإخلاء وأنظمة التنبيه”.
في مجتمع يجلس على حافة الغابة ، يمكن لتكنولوجيا الاستشعار اكتشاف حريق في غضون 10 دقائق ، وفقًا لـ N5’s Motayed.
القوة التنبؤية
أحد التطبيقات “الأكثر ذكاءً” لأجهزة الاستشعار ، والذكاء الاصطناعي ، هو توقع الحرائق حتى قبل أن تبدأ.
في مختبر بجامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، يقوم الباحثون بتركيب طائرات بدون طيار قوية مزودة بأجهزة استشعار. تقوم الطائرات بدون طيار بدوريات في الغابة وتلتقط علامات الحريق.
في الوقت الحالي ، يقول تشودان كونغ ، الأستاذ بجامعة كاليفورنيا في ديفيس ، “الطريقة التي يستخدم بها الباحثون هذه الطائرات بدون طيار أو أجهزة الاستشعار لاكتشاف حرائق الغابات هي أكثر تفاعلية”.
هذا يعني أن الحريق بدأ ، وانفجر المستشعر المركب على طائرة بدون طيار ، واستجابة الطاقم.
يريد تغيير ذلك.
قد يستلزم ذلك استخدام شبكة من عقد الاستشعار للتنبؤ بالمكان الأكثر عرضة للخطر ، بدلاً من إرسال طائرات بدون طيار للبحث عن حريق. على سبيل المثال ، يمكن أن توفر النمذجة والذكاء الاصطناعي نظرة ثاقبة لسلوك الحرائق في المستقبل ، بناءً على الاتجاهات السابقة.
لكن كل هذه الأنظمة لا تزال في مهدها ، وتستخدم في الغالب على نطاق صغير أو في ظروف معملية. لا توجد تقنية واحدة ستكون الحل السحري لحرائق الغابات المتصاعدة.
إنه نهج شامل على سطح السفينة ، مع أجهزة استشعار وطائرات بدون طيار وأبراج مراقبة وأقمار صناعية – وبالطبع أحذية قديمة جيدة على الأرض ومروحيات في السماء.
يصر نائب الرئيس ماركوس هيرنانديز على أنه حتى مع وجود كل التقنيات المتاحة لدينا ، فإن هذه الموارد “هي التي تطفئ النار بعد أن تبدأ”.
