Дроны-детекторы дыма: новая эра в борьбе с лесными пожарами

Ученые представили инновационную систему из пяти автономных дронов, способных обнаруживать и анализировать дымовые шлейфы от лесных пожаров. Разработанная в Университете Миннесоты, эта технология использует искусственный интеллект для изучения закономерностей распространения огня, что особенно актуально в условиях изменения климата, увеличивающего частоту и масштабы возгораний.

Система, протестированная на территории научного резервата Cedar Creek Ecosystem Science Reserve, продемонстрировала высокую степень автономности. Дроны, оснащенные усовершенствованными датчиками и системами навигации, самостоятельно собирают данные о составе дыма и передают их на наземный компьютер для анализа. Это позволяет получать трехмерную картину распространения дыма, учитывая направление ветра и высоту.

«Большая цель – в будущем использовать эти дроны для понимания того, куда распространяются лесные пожары, как они себя ведут, и для масштабного наблюдения», – комментирует студент-исследователь Ник Кришнакумар. Одной из ключевых задач является определение дальности переноса частиц дыма и их максимальной высоты.

Понимание поведения частиц, таких как тлеющие угли, может помочь пожарным предотвращать распространение огня. Проект, несмотря на то, что до полномасштабного применения еще далеко, представляет собой значительный шаг в развитии автономных систем для экстренного реагирования и научных исследований.

Традиционные методы изучения переноса частиц в реальных условиях крайне сложны. Лабораторные эксперименты не могут в полной мере отразить комплексность полевой среды. Развертывание роя дронов, где один центральный аппарат координирует работу четырех остальных, позволяет системе навигировать в воздухе без вмешательства человека.

Разработанные студентами 11-фунтовые дроны способны собирать данные о частицах автономно. В планах – увеличение объема собираемых данных и продолжительности полета, которая в настоящее время составляет около 25 минут. «У нас есть дроны, летающие на разных высотах, поэтому мы можем одновременно измерять состав частиц на различных уровнях», – поясняет профессор Цзяжун Хун. Ученым впервые удалось охарактеризовать морфологию и форму частиц дыма, которые имеют нерегулярную структуру и различную плотность.