AI传感器能在森林中嗅到野火蔓延之前

AI传感器能预测森林火灾

今年全球范围内,从希腊和葡萄牙到加拿大和夏威夷,野火失控。随着全球变暖,这样的火灾预计只会变得更糟和更频繁。

面对这种对生命和基础设施的即将到来的威胁,当局正在加倍努力采用经过验证的消防技术。但他们也在投资新的高科技方法,由新兴的“火灾技术”初创企业开创。

总部位于柏林的电信专家Dryad Networks就是其中之一。通过利用人工智能和物联网技术,Dryad希望将野火检测时间从几个小时缩短到几分钟,使消防人员能够更有效地做出反应。

“今天,我们仍然在很大程度上依赖人类目击来检测火灾。但是当有人能够看到野火穿过树冠燃烧时,灭火已经非常困难,”Dryad的首席执行官卡斯滕·布林克舒尔特告诉TNW。“我们一次又一次地得到的信息是,在与野火作战时,时间至关重要。”

树木互联网

Dryad开发了一套安装在整个森林中的技术,可以在火灾蔓延之前检测到火灾,可以称之为“树木互联网”。与卫星、摄像机和瞭望塔等传统工具不同,Dryad的网络不需要看到火灾才知道火灾的存在。

太阳能供电的传感器分布在森林的林下,每公顷约一个,通过“嗅探”微量的氢气和一氧化碳等特征气体,可以在火灾早期的闷烧阶段检测到火灾。它们还监测温度、湿度和气压。

这些手掌大小的传感器可以嗅到闷烧植被的烟味。图片来源:Dryad

内置的机器学习算法不断训练传感器对其所在森林的特定气味。这一点非常重要,这样传感器就可以区分附近经过的柴油卡车散发的烟雾和真正的森林火灾。

如果传感器检测到火灾点火,它们会向所谓的网状网关发送警报,该网关充当网络路由器,将传感器的数据发送到更大的边缘网关。这些边缘网关位于森林边缘,可以接入更高带宽的连接,如4G或卫星。边缘网关直接向消防人员传递可能挽救生命的信息,消防人员可以在云平台上解读数据。

通过合作,这种传感器和网关的网络使数据能够在更大的区域传输,并在密集的偏远森林中保持连接。Dryad的网络还支持各种兼容的第三方传感器,不仅限于自己的传感器。

“我们不希望垄断这项技术,”布林克舒尔特说道,他将自己的公司描述为一个以盈利为目标的影响力公司。“我们希望阻止人为引起的火灾及其对环境的影响,技术几乎是无关紧要的,只要我们能够取得成果。”

Dryad成立于2020年,迄今为止已经筹集了1450万欧元的资金,并在德国勃兰登堡州的办公室雇佣了44名员工。该初创企业去年已经销售了1万台传感器,主要销往南欧、加拿大和美国的公共事业和市政机构。

目前在柏林东北部的埃伯斯瓦尔德森林中正在进行试验,该地区是该国的火灾热点。该地区已经安装了400多个传感器。

位于森林边缘的边缘网关将传感器的数据直接传输给急救人员。图片来源:Dryad

在美国加利福尼亚州,加州林业局CAL FIRE正在北加利福尼亚的茂密红杉森林中试验Dryad的技术。Dryad估计,未来CAL FIRE可以将这个网络扩展到覆盖加利福尼亚的所有火灾热点,成本约为2900万美元。这是一个巨大的数字,但与加利福尼亚2018年火灾造成的1485亿美元的损失相比,微不足道。

目前,Dryad正在建造3万个传感器和几百个网关,并计划明年进行大规模推广。其目标是到2030年在全球部署1.2亿个传感器,以节省约390万公顷的森林,并防止每年排放17亿吨二氧化碳(每年野火排放的二氧化碳是航空业的两倍)。

“我们希望成为森林中的AT&T,”Brinkschulte表示,这是指美国的电信巨头。

火灾技术的崛起

随着气候变化的加剧,野火蔓延得更快、燃烧时间更长、烈度更高。自一月以来,欧盟已经燃烧了26万公顷的土地,相当于卢森堡的面积。

面对这一日益严重的问题,当局和一线工作人员越来越多地采用人工智能、无人机、红外相机和灭火机器人等技术。近年来,出现了许多初创企业,如BurnBot,该公司研发了一款用于进行常规燃烧的机器人,或者像Rain这样的公司,希望使用自主直升机来扑灭火灾。Rain和BurnBot都得到了全球首个专门致力于火灾技术的基金Convective Capital的支持。

在欧洲,一些消防队正在试用由荷兰初创公司Avy制造的远程无人机,以便早期发现野火,并帮助地面消防人员实时追踪火势。葡萄牙的研究人员甚至正在研发一种可以从空中扑灭火焰的无人机。

Ororatech的卫星可以帮助全球范围内检测和监控野火。图片来源:Ororatech

在德国,OroraTech正在建造一个由人工智能驱动的热成像卫星网络,据称可以在全球任何地方在起火后的三分钟内检测到野火。第一颗卫星于6月成功发射到低地球轨道上,使用了SpaceX的猎鹰9号火箭。

在灭火方面,欧盟的Horizon 2020计划正在资助一种新型泡沫的研发,该泡沫与水混合使用可以比单独使用水更有效地阻燃火灾。

对于Dryad的Brinkschulte来说,将这些技术相结合并整合起来是防止和控制破坏性野火的最佳方式。他说:“没有银弹。”

除了高科技解决方案之外,还有同样重要的方法,如控制性燃烧来稀疏森林地面和公众的意识。

但科学家们一致认为,如果不大幅减少导致气候变化的温室气体排放,像今年经历的这些野火将会变得更加严重。