Hur artificiell intelligens bekämpar Amerikas skogsbränder

Några av de mest skickliga brandmännen just nu är inte människor.

Eftersom skogsbränder har ökat i antal och intensitet i hela västra USA, har det orsakat en körning på nya typer av teknik som kan hjälpa till att bekämpa dem. Det inkluderar maskininlärning för dataanalys, drönare, obemannade flygfarkoster och satellitövervakning.

Kalifornien ensam spårad 4,2 miljoner hektar brann 2020, med fem av de sex största bränderna i statens historia som inträffade samtidigt. Det har lett till att flera teknikdrivna brandbekämpningslösningar har godkänts i staten, inklusive prediktiv analys, brandfläckning från omloppsbana och Inspektioner av AI-driven utrustning.

"AI-aktiverade system används redan för att koordinera katastrofhjälp, genomföra spaning och direkta återhämtningsinsatser. Att upptäcka mönster, trender och anomalier i leveranskedjor och för logistiskt stöd har också blivit en gemensam uppgift för Machine Learning-algoritmer, säger JT Kostman, vd för artificiell intelligens fast ProtectedBy. AI, i en intervju med Lifewire. "Dessa funktioner kan konfigureras för att lagra livsmedelshyllor eller för att ge lindring i kölvattnet av naturkatastrofer."

Ögon i himlen

Det finns ett överraskande problem i hanteringen av skogsbränder som inte täcks så mycket. Enkelt uttryckt: skogsbränder, särskilt nya eller mindre som startat av naturfenomen, kan vara svåra att hitta. Om ett blixtnedslag träffar ett träd mitt i ingenstans eller en isolerad kraftledning faller någonstans mellan städerna, kan det bli en eldsvåda på flera hektar när någon människa upptäcker den.

Som sådan är en av de viktigaste rollerna för en AI i brandbekämpning vid denna tidpunkt i upptäckt och analys: hitta isolerade bränder på avlägsna platser, spåra dem och bestämma vad som gav den initiala tändning.

En högprofilerad orsak kommer från elektriska ledningar, som demonstreras av Kaliforniens Pacific Gas and Electric-katastrofer. Vanligtvis är dessa kablar utformade så att de inte kommer i kontakt med varandra och orsakar högenergibågsbildning. Höga vindar eller ovanliga torrperioder kan dock få linjerna att svänga, vilket skapar gnistor och bitar av het metall som faller av linjerna, vilket kan antända torr växtlighet.

"Som en potentiell lösning kombineras flygbilderna som samlats in med helikopterpatruller och obemannade drönarflygundersökningar med den AI-baserade simuleringsmodeller för att bedöma potentialen för skogsbränder under olika extrema förhållanden, säger David Cox, chef för energi och allmännyttiga företag. konsultation hos Medveten, i en intervju med Lifewire.

"Resultatet från modelleringen matas till olika geospatiala visuella instrumentpaneler för att identifiera högriskprofilkretslinjerna. Detta tillvägagångssätt har hjälpt allmännyttiga organisationer att prioritera underhåll av nätsystem i områden med de högsta riskprofilerna. Maskininlärningsteknologier distribueras för närvarande utöver de redan existerande AI-baserade modellerna för att förbättra förutsägelsens noggrannhet."

"Precis samma teknik som kan exakt skilja en hund från en katt," sa Kostman, "kan vara inställd på att hitta hotspots med traditionell och termisk bildåtergivning genom kameror, drönare och satelliter."

Hur man leker med eld

Ett annat Berkeley-projekt, som leds av Tarek Zohdi från dess Fire Research Group, använder maskininlärning för att producera en "digital tvilling"—en virtuell dubblett av en befintlig brand—som används av datavetare som ett testfall.

Med hjälp av den digitala tvillingen kan dataforskare ta fram en rimlig modell för en brands framtida beteende, vilket möjliggör en mer informerad logistik för brandmännen. Det är lättare att rita en färdplan runt eller ovanför en skogsbrand, till exempel om du har en bra uppfattning om vart skogsbranden tar vägen.

Liknande projekt pågår på samma avdelning för förebyggande effekter och biosfärmodellering, som att ta reda på vilka dagar som är bäst att genomföra."föreskrivna brännskador", började en avsiktlig brand för att hantera och skydda en naturlig miljö.

Den mest metalliska anti-wildfire-tekniken på området just nu är dock användningen av drönare för bombning. Under tidigare decennier, skulle markförvaltare utföra sina egna föreskrivna brännskador från luften genom att släppa kalium-glykolladdningar - så kallade "drakeägg" - via helikopter.

Nu kan drönare göra samma sak, billigare och med större precision, genom att använda samma drakeägg för att hjälpa skapa barriärer mot aktiva skogsbränder genom att försiktigt beröva dessa bränder på bränsle som de kan använda till bygga ut.

"Det finns en beklaglig tendens att vänta tills katastrofer har inträffat innan man utvecklar kapacitet för att bekämpa dem", säger Kostman.

"Med tanke på de existentiella hot som mänskligheten nu måste brottas med - klimatförändringar, globala pandemier, oöverträffade cyberhot, ekonomiska apartheid, politisk instabilitet och auktoritarismens skenande framväxt – tiden för att utveckla AI-aktiverade system som kan hålla oss säkra är inte i morgon. Det var igår."