ドローンとAIが私たちが山火事と戦う方法をどのように変えているか

この夏の初めに、バナナ湖の火災はモンタナ州の平野の近くで噴火し、1日以内に850エーカー以上の炎を包み込みました。消防士の「完全な抑制」の反応には、少なくとも17のエンジン、2つのヘリコプター、3つのブルドーザー、および高度に訓練された消防隊の展開が含まれていました。しかし、消防士が炎を抑えるために働いたため、もう1つの新しいテクノロジーも機能していました。

バナナ湖は、今年、州のいくつかの早い季節の火災の1つでした。この執筆時点では、さまざまなレベルの封じ込めで、モンタナ州の7つのキー山火事で20,000エーカー以上が燃えています。そして、アメリカ西部でますます暑くて乾燥した状態になっています。

自然災害の新しい時代が始まると、西部の消防士と研究者の両方が、最先端のツールで武器を強化しています。ドローンは消防士の上に飛んで、民間の衛星企業が上からの火災と煙を監視し、AIの機械学習モデルは火災の研究を促進するのに役立ちます。これらの新しいイノベーションはパンセアではありませんが、地上作戦の乗組員と科学者は、現代のテクノロジーがより困難ではなく、より賢く戦うのを助けることができる方法について楽観的です。

2018年以来、無人航空システム、またはUASと呼ばれることもあるドローンは、山火事との戦いにおいて米国森林局の新しい楽器としてレーダーの下を飛んでいます。主に、代理店のUASプログラムを立ち上げてリードしているダークジャイルズのおかげで、森林局が毎年展開するドローンの数は、2019年の734便から2024年の17,000以上に飛びつきました。

「このプログラムは、過去3年間で本当に新たな歩みになりました」とジャイルズは言いました。 「私たちは、UASが応答のすべての段階で消防隊を補うのを見ています。」

「このUASプログラムは現在、多作として認識されています」と、モンタナを含む森林局の地域1の部門監督者であるRy Phippsは述べています。 「オペレーションのためにドローンを注文しようとすることさえ考えなかっただろう。彼らはゲームを変えている素晴らしいツールになった。」

Phippsによると、ドローンは森林局の従業員によって力の乗数と見なされています。赤外線センサーを装備したドローンは、長引くホットスポットを検出し、再燃のリスクがある領域を特定するのに役立ちます。以前は、消防士は細心の注意を払って火傷の傷跡を握手しなければなりませんでした。 Phippsのような監督者がドローンデータから供給された画面上でサーマルマップを読んでいるため、地面にブーツを持つ消防士は、より安全かつ効率的に派遣され、熱署名が高いスポットにのみ行くことができます。

「乗組員の時間とリスクを大幅に節約できます」とフィップスは言いました。

ヘリコプターのパイロットは、炎を抑制し、地上乗組員が炎を制御するための火災ラインを作成するために水を落とすことによって山火事を制御するのに役立つ、ドローンも支援することができます。赤外線センサーと組み合わせた事前にプログラムされた飛行軌跡により、UAは重い煙や夜間に飛ぶことができます。これは、パイロットがトリッキーな地形と低い視認性で地面に近づく必要がある「低くて遅い」偵察任務の必要性を軽減します。ジャイルズによると、これらのミッションは、ワイルドランドの消防パイロットにとって最も危険なものの一部です。彼らの名前が示唆するように、無人航空機システムは、パイロットを危険にさらすことなく監視を行う方法を提供します。つまり、UASは極端な条件で消防隊の新しい能力を解き放つことができます。

「基本的に、ドローンを飛ばして、誰も怪我をしないようにすることができます」とフィップスは言いました。 「ドローンを交換できます。人を交換することはできません。」

ジャイルズ、フィップス、その他は、特に消防士から小さなクーラーのサイズの機械へのリスクをシフトする際に大きな可能性を示すと信じていますが、彼らは銀の弾丸ではありません。マシンのバッテリー寿命は限られており、平均で約15分のフライトしか完了できません。つまり、展開を慎重に計画する必要があります。また、ドローンは依然としてさまざまな火災管理アプリケーションで研究されているため、UASが提供する情報の「グラウンドトゥルース」を確認するには、人材がまだ必要です。

別の制限は、単に可用性です。 Phippsによると、それらに対する需要ほど多くのドローンはありません。

皮肉なことに、個人所有のドローンが公式運営の邪魔をすることから新たなリスクがあります。趣味のドローンが山火事の近くの空域にある場合、それは土地管理機関が飛行することもありません。 2022年のモンタナ州での山火事の間、航空会社の乗組員は、承認されていないドローンが一時的な飛行制限を備えた地域に騒ぎ立てたため、停止しました。職員はドローンの所有者をわずか15分で見つけることができましたが、それは火が激怒している貴重な時期です。

そして、わずか2週間前、ユタ州プロボの近くの山火事で、火災作戦は複数のドローン侵入によって閉鎖され、人口密度の高いコミュニティの近くの有名な火災に火災管理を妨げました。 UASは消防作業においてより重要になっていますが、当局はまた、無許可のドローンが彼ら自身の飛行を妨げないようにするために民間人の教育に取り組む必要があります。

ドローンが示している火災管理のもう1つの領域は、照明と制御された火傷の管理であることを示しています。

火災管理の抑圧の歴史は、先住民族のコミュニティがかつて命を吹き込んだ自然な火災サイクルを混乱させました。植民地化が西側に広がり、入植者が土地と資源を制御しようとしたため、人種差別的な同化プログラムはあらゆる種類の先住民族の習慣を犯罪化しました。処方された燃焼もその一つでした。

しかし、このより積極的で反応的な火災管理へのアプローチの結果が明らかになったため、西洋の科学は日常的な制御された燃焼の有効性にますます追いついています。最近のスタンフォード主導の研究では、処方された火傷がその後の山火事の重症度を平均16％、純煙汚染を14％減らすことができることが明らかになりました。消防専門家も自分の可能性を認識しており、アプリケーションは年々増加しています。

別の新しい種類のドローンを入力します。「ドラゴンエッグ」を運ぶために装備できるUAS、衝撃に火をつける可燃性カリウム調合のピンポンボールサイズのクラスター。このイノベーションは、森林局が2024年に約189,000エーカーの燃焼を促進し、蓄積された燃料を減らすのに役立ちました。

モンタナ州や他の場所では、処方された火傷の使用が増加していますが、大気汚染と炎が制御不能になる可能性の両方から、公共の安全リスクについて懸念が残っています。テクノロジーは、これらの種類の質問にも対処するのに役立ちます。

モンタナ州の研究者は、Smart Firesというタイトルの国立科学財団が資金提供するプロジェクトを通じて、規定された火傷に関する安全上の懸念の長引くhazeのいくつかをクリアしようとしています。 （プロジェクトのタイトルは、リアルタイムの火災科学におけるセンサー、機械学習、および人工知能の頭字語です。）大気化学から公衆衛生までの分野に特化したグループは、5年間の研究とフィールドワークを使用して、規定された火傷の予防措置として規定された火傷を拡大するために必要な環境および社会的ダイナミクスを拡大することを目的としています。プロジェクトが利用しているカスタムガジェットのスイートには、いくつかの独自のUASが含まれます。

「ドローンは単なるツールです」と、Smart FiresのAIコンピューターサイエンスチームを率いるJohn Sheppardは言いました。彼は、プロジェクトでの彼の役割は支持的な役割であると付け加えました。これらの技術ツールがさまざまな研究の目的をどのように促進できるかを確認するためです。

ドローンや地上サイトに固定されたスマートセンサーと高解像度カメラを使用して、研究者は、所定の火傷をその場で分析するためにAIモデルをトレーニングしています。異なるスマートセンサーはリアルタイムデータを効率的に処理し、天候や歴史的な火災情報と組み合わせて、景観上の火傷の動きをモデル化するようになります。

処方された火傷を行う前に、実務家は通常、風、湿度、温度などの環境要因を慎重に調べます。これらのAIモデルは、理論的には強化されたバージョンを提供し、グラウンド燃料や地形などの要因を組み込んで、監督者に正確かつ安全に燃焼するための最良のデータを提供します。

スマートファイアはまた、「車輪の科学ラボ」を宣伝しています。 ゴーストバスターズ 映画セット。バンは活発な火災から直接煙を集め、環境化学者が分析して、PM2.5（2.5ミクロンよりも小さい粒子物質、公衆衛生の懸念）、および煙に存在する他の汚染物質のようなものを決定します。

また、プロジェクトの社会科学部門は、コミュニティメンバーを関与させ、特に農村部と先住民のコミュニティに、規定された火傷に関連する懸念と優先事項について調査し、これらの考慮事項がリスク評価に入れられるようにします。このコンソーシアムは、最終的に、土地管理者に解釈可能なマップベースの予測を提供して、いつ、どこで、どのように処方された火傷を野火防止に使用できるかを支援することを望んでいます。

「このプロジェクトの目標は、AIモデルを改良して、最もよく知っている地上の専門家により良い推奨事項を提供できるようにすることです」とSheppard氏は述べています。

ドローンとAIは火災科学と管理のための新しい時代を開いていますが、地上で最も終身の専門家の一部は、これらのタイプの最先端のツールにまだアクセスしていません。

CSKTの頭字語で知られていることもあるモンタナ州の南軍のサリッシュとクーテナイ族は、人間的な時代から土地管理のツールとして処方された火傷を実践してきました。 CSKTの火災部門の消防士責任者であるロン・スワニーによると、火の役割は長い間、深い文化的責任によって導かれてきました。 「多くの人々が、風景の上で先住民族の燃焼の役割を過小評価していると思います」と彼は言いました。 「火の使用には目的と意図がありました。」

CSKTが火災と燃料のスペシャリストを処方したジャスティンアンダーウッドは、19年間火災管理を行っており、太平洋岸北西部地域のインド問題局の下で最初に認定されたUASパイロットでした。 3年間、彼は部族の規定された火傷作戦のためにドローンを手に入れようとしてきました。しかし、彼はインテリア部門に雇用されていないため、彼はまだ赤字を切り抜けていません。

米国内務省に住んでいる航空サービス局は、UASの飛行に必要な認定カードを含むすべての航空機サービスと施設を担当しています。 Swaneyによると、部族にはヘリコプター、2つの単一エンジンのエアタンカー、および消防のためのエア攻撃プラットフォームがあります。しかし、ドローンは火災管理におけるより新しい実装であるため、UASを使用するためにクリアランスを取得するために、非連邦の火災部門が複雑なプロセスに反して走る可能性があります。

「私の資格が他のパイロットを反映していなければ、私はそれほどイライラしません」とアンダーウッドは言いました。 「インテリア部門が提供するすべてのトレーニングを行ってきましたが、UASのために公式にカードを取得するために何が必要か確信がありません。」

CSKTは、規定された火傷について公有地と土地機関と調整していますが、部族国家は独自の火災管理計画を設定しています。これは、気候変動の適応に焦点を当てた大規模な計画の一部です。火をつけるための部族のアプローチは、先祖の知識と現代科学を織り交ぜています。しかし、最新の技術ツールを利用できないことは、これらの努力を妨げていると、スワニーは、現在および将来の火災管理におけるテクノロジーの役割がどれほど重要であるかを強調していると述べた。

「それは暗黒時代に住んでいるようなものです」とスワニーは言いました。