应对野火的创新解决方案有哪些?
快速阅读: 据《地理》称,上周,野火席卷东南欧,造成严重破坏。数据显示,森林火灾面积是20年前的两倍多,每年约150万人死于烟雾。为应对,多种创新技术如太阳能气体探测器、AI无人机、FireSat等被应用。
上周,野火席卷了东南欧,造成了巨大破坏。据最新数据显示,目前每年森林火灾烧毁的树木覆盖面积是二十年前的两倍多。此外,野火还对人类健康构成严重威胁,每年估计有150万人因吸入野火排放的烟雾而死亡。2024年成为有记录以来野火最严重的一年,相当于希腊大小的区域被完全烧毁。以下是几种创新解决方案,旨在帮助遏制此类火灾的发生和蔓延。
**太阳能气体探测器**
这些无线探测器最初在德国试用,能够检测阴燃火产生的气体。一旦发现气体,系统会自动派遣AI无人机前往现场,捕捉红外线和光学图像,使应急人员能够尽快了解现场情况。每个气体传感器可保护一个足球场大小的区域,并固定在树上。
**AI空中出租车eTankers(空中灭火器)**
加州大学伯克利分校交通研究所的研究人员开发了垂直起降的空中出租车,用于应对野火。这些无人驾驶、电动飞机可以在夜间或浓烟中运行,每小时能比传统有人驾驶的灭火飞机多运送20倍的灭火剂,且不排放二氧化碳。这些未来车辆将从航空公园起飞,使用电力推进安静运行,并利用机载热成像相机自主定位热点并精确投放阻燃剂和水。
**AI驱动的摄像头**
加州的ALERTCalifornia系统使用超过1100个AI驱动的摄像头,在高风险火灾区域更早地检测小火灾。该系统每两分钟扫描一次区域,寻找烟雾痕迹。在一个例子中,由于该系统,一场植被火灾被限制在约0.1公顷的范围内。其他AI摄像头的例子可在华盛顿州找到,那里在高风险地区安装了21个摄像头,并提供公众实时流媒体,让居民帮助早期发现野火。
**阻燃材料**
研究人员开发了一种可喷涂的水凝胶,使用基于纤维素的聚合物和二氧化硅,在高温下会改变特性。暴露在高温下时,凝胶会转变为二氧化硅气凝胶,形成多孔但绝缘的屏障,继续保护建筑物。对暴露在燃气焊枪下的胶合板进行测试显示,最有效的配方可以防止碳化超过7分钟,而传统的水凝胶只能防止不到90秒。另一种创新是基于生物的海洋水凝胶,能牢固地附着在表面上,并在干燥时形成炭层,起到环保安全的阻燃屏障,阻止野火蔓延。
**谷歌的FireSat**
谷歌的FireSat是一个由50多颗低轨卫星组成的专用星座,专门使用AI增强的红外图像来全球检测和监测野火。一旦全面部署,该系统将能够每20分钟扫描一次全球,以查找野火的存在。目前,它能够发现小至5米乘5米的野火,其分辨率远小于其他卫星的限制。
**机器学习预测模型**
2025年4月启动的欧洲中期天气预报中心开始运行其火灾概率模型,能够使用19种不同的变量预测野火活动。与传统的模型相比,PoF的预测准确率提高了30%,更好地指出了点火热点。其他模型包括FireCastNet,利用全球数据集进行提前六个月的预测,以及SwinUnet,可以提前一天预测野火蔓延。
**自主无人机群**
不列颠哥伦比亚省的一家公司正在开发喷气动力无人机群,可携带350至400公斤的阻燃剂或水,填补有人驾驶飞机无法操作的空白,如夜间或浓烟中。自主系统将利用AI驱动的算法定位热点,即使在传统飞机无法飞行的条件下也能如此。这个项目称为FireSwarm,已获得大量资金,加速发展并开始进行实地试点。在英国布里斯托尔,其他公司也在试验无人机群以帮助应对野火。
**AI检测输电线路故障**
当输电线接触到树枝、植被或干土时,可能会产生热量并点燃附近的植被。这类故障通常不会被传统的野火缓解措施发现,但构成了严重的野火风险。科学家们开发了一个AI系统,能够在现场准确检测并稳定这些故障。在实验室和试点测试中,该系统实现了超过90%的准确度。目前,正在北美多个地点进行更多的测试。
(以上内容均由Ai生成)