17/03/2022
0Финляндия является одним из мировых лидеров в области исследований беспилотных летательных аппаратов. Одна из целей исследований, проводимых в данном направлении, — разработать технологию и проверить, как рой координированных дронов, оснащенных искусственным интеллектом (ИИ), может обнаруживать и предотвращать лесные пожары.
Как можно вовремя обнаружить лесной пожар? Как можно получить актуальную информацию о развитии пожара и прогноз его распространения на ближайший час? Геопространственные данные имеют решающее значение для предотвращения, мониторинга и тушения лесных пожаров. Информация о текущих лесных пожарах уже доступна с помощью спутников, но нет эффективных методов быстрого обнаружения небольших и недавно начавшихся лесных пожаров, а также наблюдения за пожаром в режиме реального времени. Консорциум FireMan, созданный Финским институтом геопространственных исследований (FGI) Национальной земельной службы Финляндии (NLS), Университетом Ювяскюля, Университетом Оулу и исследователями из Центра технических исследований Финляндии VTT, принял вызов. Проект будет осуществляться с 2022 по 2024 год при финансовой поддержке Академии Финляндии.
«Мы разрабатываем новую технологию беспилотных летательных аппаратов на основе искусственного интеллекта, чтобы быстро обнаруживать лесные пожары и обеспечивать ситуационную осведомленность об их состоянии и развития в реальном времени, с тем чтобы использовать эту информацию при тушении пожаров», — говорит профессор Эйя Хонкаваара из NLS, возглавляющая проект.
Существует глобальный спрос на инновационные решения для предотвращения лесных пожаров. По статистике, в 2019 году сгорело более 400 000 га леса, что стало худшим по лесным пожарам годом в Европе. Этот мрачный рекорд был побит в прошлом году: к концу октября в Европе сгорело уже полмиллиона гектаров леса. Ожидается, что лесные пожары участятся из-за глобального потепления. Таким образом, борьба с лесными пожарами представляет интерес и для Финляндии – 75 процентов нашей территории занимают леса.
Связь должна работать даже в отдаленных районах
В проекте FireMan университеты и исследовательские центры разрабатывают решения для борьбы с лесными пожарами и одновременно проводят научные исследования в области автономного полета, цифрового моделирования и связи.
Задачей Финского института геопространственных исследований (FGI) является разработка системы поддержки принятия решений на основе цифровых двойников для управления лесными пожарами, т.е. цифрового моделирования зоны лесного пожара в реальном времени. Он также предлагает точные данные о том, как развивается пожар.
«Дроны могут помочь нам в предоставлении информации в режиме реального времени о том, как продвигается фронт пожара, насколько высоко и горячо пламя. Мы разрабатываем методы обнаружения роя дронов и получения данных дистанционного зондирования в режиме реального времени. Кроме того, мы разрабатываем сенсорную технологию, которая превосходит способность человеческого глаза видеть сквозь дым», — говорит Эйя Хонкаваара.
Университет Ювяскюля исследует модели прогнозирования распространения пожара и способы оптимизации алгоритмов искусственного интеллекта в аналитике в реальном времени.
«Динамику лесных пожаров можно смоделировать численно с учетом топографических особенностей, растительности и направления ветра. В этом проекте мы используем модели прогнозирования для обучения ИИ, чтобы он мог оценивать распространение пожара на основе данных дистанционного зондирования, собранных в режиме реального времени», — говорит доцент Илкка Пёлёнен из Университета Ювяскюля.
Исследователи из Университета Оулу сосредоточены на кризисной коммуникации и определении возможностей сетей 5G и 6G.
«Дроны сформируют новую категорию устройств в будущем и создадут новые требования к мобильным сетям. Производительность широкополосного соединения устройства с сетью будет иметь решающее значение. Соединения также должны надежно работать в отдаленных районах и на типичных высотах полета», — объясняет Туомо Ханнинен из Университета Оулу.
Цель: независимые пожарные дроны, работающие в команде
Дроны должны быть в состоянии контролировать обширные лесные массивы и независимо реагировать и действовать в случае пожара. Очень важно, чтобы дроны действовали как группа в случае возникновения большого пожара.
В рамках проекта исследователи проверят, как рой дронов будет сотрудничать во время тушения лесного пожара. Центр технических исследований Финляндии VTT отвечает за оптимизацию работы роя дронов в кризисных ситуациях и разработку операционных концепций в сотрудничестве с различными заинтересованными сторонами.
«Исследование консорциума FireMan направлено на объединение различных технологий искусственного интеллекта от самокорректирующихся моделей прогнозов до автономных киберфизических систем», — говорит профессор-исследователь Фабрис Саффре из Центра технических исследований VTT в Финляндии.
«На практике исследования, проводимые в рамках этого проекта, сосредоточены на бесшовном сотрудничестве между людьми и автономными системами. Нам необходимо учитывать все существующие знания и потребности пользователей. Поэтому мы приглашаем все заинтересованные стороны к совместной разработке всего этого вместе с нами», — говорит Ханну Карвонен из Центра технических исследований VTT в Финляндии, возглавляющий проектную группу, отвечающую за планирование рабочих концепций.
Дроны испытаны во время проведения управляемых палов
В рамках проекта FireMan исследователи испытают дроны на практике. Материал собирается во время палов контролируемых палов, проводимых Metsähallitus и Финским лесным центром. Первые полеты дронов состоятся уже весной 2022 года.
В конце проекта будет проведена демонстрация, в которой дроны работают как группа при наблюдении и мониторинге такой ситуации, как лесной пожар.
Проект FireMan расширяет ведущие финские исследования дронов. В ходе недавно проведенной в Финляндии оценки кластер знаний о беспилотных летательных аппаратах и дистанционном зондировании занял четвертое место по научному воздействию среди более чем 1000 выявленных кластеров знаний.
