Como a IA pode ajudar os seres humanos a combater incêndios florestais, desde sistemas de câmeras avançadas até modelos de previsão

No início deste mês, implacável 90 milhas a uma hora de Santa Ana ventos enviou incêndios florestais rasgando Grande Los Angelestirando mais de duas dúzias de vidas, achatando bairros e dizimando a biodiversidade. Expandimento urbano, falta de chuva de inverno, vegetação excessiva em torno de casas, sistemas de água insuficientes e, é claro, as mudanças climáticas contribuíram para as enormes chamas.

A mudança climática induzida pelo homem levou a um 172 % Aumento das áreas queimadas desde a década de 1970, e resultando em calor intensificador e ar seco deixou o sul da Califórnia em uma das secas mais graves Desde os anos 1500.

“O incêndio é natural em muitas florestas temperadas, mas a mudança climática causada pelo ser humano está intensificando o calor que aciona o fogo, a área queimada em triplicação nas florestas das montanhas da Califórnia acima dos níveis naturais”, diz Patrick Gonzalezex -cientista do Principal de Mudanças Climáticas do Serviço Nacional de Parques e ex -diretor assistente de clima e biodiversidade do Escritório de Política de Ciência e Tecnologia da Casa Branca.

Depois do que foi chamado de um dos piores desastres naturais da história recente dos EUA, os pesquisadores estão começando a usar novos métodos de detecção e previsão de incêndios florestais – incluindo a inteligência artificial. Esse campo permite que as máquinas aprendam com a experiência processando grandes quantidades de dados para fazer previsões e recomendações. Uma capacidade de IA sofisticada chamada Machine Learning poderia ser usada para alertar os bombeiros sobre a fonte e o caminho provável de um incêndio. E esses modelos de computador poderiam se treinar para prever incêndios florestais com maior velocidade e complexidade do que os humanos jamais poderiam imaginar. Mas a natureza em rápida evolução da IA ​​também dificultou o estabelecimento de regulamentos federais abrangentes, levando a preocupações com ética, confiabilidade e precisão, com muitos especialistas enfatizando a importância de deixar a decisão de tomar uma resposta de incêndio em um humano, em vez de um máquina.

O uso da IA ​​para detectar e prever incêndios florestais ainda está em sua infância. Enquanto a IA foi usada com sucesso em alguns modelos climáticos e climáticospor enquanto, a maioria dos algoritmos de aprendizado de máquina de fogo selvagem calcula apenas fatores como terreno, temperatura, umidade, vento e atividade humana para avaliar o risco em um determinado local ou tempo. Mas os cientistas estão construindo modelos de IA mais sofisticados com dados climáticos atualizados que podem detectar incêndios florestais mais rápidos e mapear sua propagação. Como clima publicamente disponível, o desmatamento e outros dados são acumulados através de redes crescentes de câmeras de IA, dronessatélites e sensores, as tecnologias de IA podem revolucionar o combate a incêndios.

Mapeando incêndios florestais

Assad Oberai, um engenheiro aeroespacial e mecânico da Universidade do Sul da Califórnia, está construindo um modelo de previsão de IA que mede e prevê a propagação de um incêndio – e pretende eventualmente alimentar dados mais precisos em outros modelos de previsão. Logo depois que o mortal Eaton Wildfire eclodiu, ele usou seu modelo para prever a intensidade e o crescimento do incêndio, rastreando -o de volta ao local da ignição – nas proximidades de Eaton Canyon, onde, acontece, uma torre elétrica agora está sendo investigado como a causa do fogo.

Enquanto ele refina a parte de seu algoritmo que atualiza o estado atual de um incêndio, Oberai diz que já pode mapear o caminho provável de um incêndio com 85 % de precisão. Uma vez que seus modelos são mais confiáveis, ele espera trabalhar com agências de incêndios florestais em cenários do mundo real para melhorar a previsão para que os funcionários possam obter controle anterior de incêndios florestais, como a Eaton, à medida que se tornam mais comuns devido à mudança climática.

“Estes eram bairros densamente povoados com casas e empresas”, diz Oberai. “Geralmente, vemos esse tipo de propagação em terras selvagens.”

Os algoritmos Oberai usados ​​em seu modelo para prever a fonte do fogo de Eaton, que eram publicado na edição de julho passado da American Meteorological Society’s Inteligência artificial para os sistemas terrestrespuxe a NASA satélite As imagens em modelos de incêndio espalham para prever a evolução do incêndio. Com melhorias, ele acredita Previsão de incêndios florestais.

Usando sistemas de câmera AI de alta definição de alta definição

Desde 2023, o Departamento de Proteção Florestal e de Incêndios da Califórnia e outras agências usaram um sistema de câmera de vídeo Timelapse de AI para detectar e monitorar incêndios florestais e suas causas. O sistema, chamado alertcalifornia, foi construído e é administrado pela Universidade da Califórnia em San Diego, e emprega uma rede pública de mais de 1.140 câmeras que usam IA para ajudar a alertar os bombeiros e outras agências sobre incêndios florestais – para que possam responder anteriormente.

“A câmera tem sido uma ferramenta importante para ajudar os gerentes de emergência em toda a Califórnia Spot Fires na fase incipiente”, diz Caitlin Scully, que trabalha para alertcalifórnia na instituição de oceanografia Scripps da universidade.

As câmeras foram originalmente destinadas ao monitoramento geológico – ajudando a identificar desastres naturais. Mas Alertcalifornia As câmeras agora empregam um recurso de IA separado chamado reconhecimento de imagem, usado para analisar e detectar objetos, reconhecer rostos e identificar padrões de comportamento. Agora, pesquisando o cenário em busca de sinais de fumaça, eles ajudam as agências a rastrear incidentes de incêndio em tempo real por milhares de quilômetros. Dia e noite, através de recursos de visão noturna de infravermelho próximo, as câmeras de alta definição, inclinar, zoom e capturar vistas de 360 ​​graus até 60 milhas em um dia claro, atualizando a cada dois minutos. Ao oferecer uma melhor compreensão do meio ambiente e de seus elementos, eles ajudam os seres humanos a detectar incêndios e tomar decisões mais informadas sobre como contê -los, dimensionar recursos e apoiar as evacuações.

Atualmente, as câmeras estão localizadas no condado de Los Angeles, no Condado de Kern, Orange County, Riverside County, San Bernardino County, Ventura County e San Diego County. Esses câmeras de alta tecnologia pode ser visto por qualquer pessoa 24 horas por dia, 7 dias por semana e atualmente é destinado aos locais do Palisadas fogoo Eaton Fireo Hurst Fire e outros.

Detectando bandeiras vermelhas

Em julho passado, um algoritmo usado por Pano ai detectado Fumaça de um raio que causou um incêndio remoto de alto risco na montanha de Bennett, no condado de Douglas, Califórnia. Depois que a equipe da PANO AI confirmou o incêndio, eles despacharam a localização exata do incêndio com um vídeo da fumaça para alertar as agências de bombeiros, que enviaram 40 bombeiros duas horas e meia nas montanhas, onde elas com sucesso extinto O incêndio de três acres.

PANO AI está constantemente monitorando florestas, pastagens e outras áreas de risco de incêndio no oeste dos Estados Unidos, Austrália e Canadá. Os algoritmos da empresa combinam imagens de satélite, sensores de campo e outros dados com vídeo infravermelho de alta definição para detectar flutuações de temperatura à noite, até dez milhas de distância. Um humano sempre revisa os incêndios detectados pela IA para eliminar falsos positivos, antes de enviar alertas para agências de bombeiros. O sistema PANO AI foi implantado em mais de mil locais, enviando alertas em 2024 sobre mais de 110 incêndios nos EUA, de Warden, Washington, para WellingtoN, Colorado, enquanto aprende com os dados que coleta para melhorar a detecção de incêndios.

“Cada minuto é importante na resposta do incêndio florestal”, diz Sonia Kastner, CEO e co-fundadora da Pano AI “Redes de câmeras de montanhas emparelhadas com satélites e algoritmos de Ai rasparam preciosos minutos e horas de folga de cada estágio no processo de detecção, confirmação, impeneração e despachada respondendo a incêndios. ”

Ai e mudança climática

Embora se tornem mais eficientes, grandes data centers – muitos dos quais armazenam máquinas de computação e hardware para a IA – usados ​​tanto eletricidade em 2022 como todo o país da França.

“O carvão, o petróleo e o metano queimados para inteligência artificial gera a poluição que causa mudanças climáticas”, diz Gonzalez. “Quando a inteligência artificial traz eletricidade de fontes renováveis, ela desloca energia solar e eólica sustentável de usos potencialmente mais essenciais de iluminação, aquecimento, produção de alimentos e cuidados de saúde”.

Gonzalez, agora um cientista de mudanças climáticas e ecologista florestal da Universidade da Califórnia, Berkeley, ressalta que em muitas áreas medidas como queimação prescritaPermitir que os incêndios em terras selvagens que ocorram naturalmente queimem sob gestão, limpar a vegetação em torno dos edifícios e prevenir ignições humanas é, em última análise, a melhor prevenção de incêndio. Ele acrescenta que os matagais do sul da Califórnia, onde a queima prescrita não é ecologicamente apropriada, têm um regime natural de incêndio em alta sexuação a cada 50 a 100 anos. E a realidade, ele diz, é que os incêndios florestais continuarão a queimar através de condados e cidades, desde que os desenvolvedores continuem construindo em áreas propensas a incêndio-especialmente à medida que a Terra esquentar. “Cortar a poluição do carbono de carros, usinas de energia e outras fontes humanas oferece a solução essencial para reduzir as mudanças climáticas”, diz ele, “e ajudam a proteger as pessoas e a natureza de incêndios florestais não naturais”.