اطفای حریق هوشمند جایگزین شیوه‌های سنتی

ندا اظهری، مترجم: آتش‌سوزی جنگل‌ها و حیات‌وحش اخبار ثابت هرساله رسانه‌های جهان شده است. این حوادث به‌ویژه در فصول گرم سال به‌دلیل بالا رفتن درجه حرارت هوا بیشتر می‌شود. برخی از این آتش‌سوزی‌ها در وسعت کمتری اتفاق می‌افتند، بنابراین با مداخله نیروهای آتش‌نشانی و طی ساعت‌ها کار حریق ایجادشده خاموش می‌شود. اما گاهی شدت این آتش‌سوزی‌ها به‌حدی است که هکتارها جنگل‌ها و مراتع را دربرمی‌گیرند و گاهی حتی هفته‌ها و ماه‌ها تلاش برای اطفای آن‌ کارساز نباشد، از نمونه‌های بارز آن آتش‌سوزی جنگل‌های آمازون است که در سال‌های گذشته علاوه‌بر نابودی پوشش گیاهی آن منطقه، بسیاری از گونه‌های جانوری ساکن در این جنگل‌ها را از بین برد. اطفای حریق جنگل‌ها و حیات‌وحش به‌دلیل گستردگی بالایی که دارد، معمولا دشوار است و انرژی و زمان بیشتری می‌طلبد تا کار با موفقیت انجام شود.  به گزارش news euro، آمریکا یکی از کشورهایی است که نسبت به آتش‌سوزی بسیار آسیب‌پذیر است و تنها در سال جاری در مقایسه با سال گذشته 730 آتش‌سوزی بیشتر اتفاق افتاده است که رشد 16درصدی را نشان می‌دهد. تغییرات آب‌وهوایی، اقلیم این کشور را نسبت به 30 سال گذشته داغ‌تر و خشک‌تر کرده و دانشمندان هشدار داده‌اند که این گرمایش آب‌وهوایی همچنان ادامه خواهد داشت. سال‌هاست کشورهای مختلف تلاش کرده‌اند با استفاده از جدیدترین فناوری‌های روز دنیا، این امر را تسهیل کنند و بتوانند هم کارآمدتر و هم با صرف زمانی کوتاه‌تر، حریق‌های ایجادشده را خاموش کنند. در این راستا آتش‌نشان‌ها هم هوشمندتر شده‌اند و از تجهیزات هوشمندتر و به‌روزتری استفاده می‌کنند؛ آنان تلاش می‌کنند از فناوری‌های جدید و موقعیت بهتر منابع برای مهار آتش‌سوزی‌های کوچک یا بزرگ استفاده کنند.

فناوری‌های هوشمند در آمریکا

مدل‌سازی‌های کامپیوتری

این شیوه استفاده از مدل‌سازی‌های کامپیوتری رفتار آتش‌سوزی و حریق است که می‌تواند به ارزیابی خطرات قبل از شروع و سپس نشان دادن مسیر و رشد آن کمک می‌کند. زمانی که در این مدل‌سازی‌ها، هوای بحرانی شامل بادهای گرم، خشک و توفان‌های رعدوبرقی پیش‌بینی می‌شود، این فناوری به برنامه‌ریزان کمک می‌کند موتورهای آتش‌نشانی، بولدوزرها، هواپیماها و خدمه دستی مجهز به بیل و زنجیر را پیش از وقوع حادثه به حالت آماده‌باش قرار دهند، حتی اره‌های زنجیری هم می‌توانند پاسخ سریعی در مواجهه با حادثه باشند. با این مدل‌سازی‌ها، بسیاری از خطرات احتمالی در سطح شهرها قابل پیش‌بینی است و از این کار به‌خوبی می‌توان برای برنامه‌ریزی استفاده کرد. به گفته محققان، این مدل‌سازی‌ها به آتش‌نشان‌ها کمک کرده و به‌طور متوسط مانع از بروز 95درصد از آتش‌سوزی‌ها در 10هکتار یا کمتر حتی در شرایط بد ناشی از خشکسالی یا تغییرات آب‌وهوایی شده است. تاکنون 96.5درصد از آتش‌سوزی‌های زیر 10هکتار هم به این روش مهار شده‌اند. با کمک این سیستم، آتش‌نشان‌های فدرال چگونگی خشک شدن پوشش گیاهی در مناطق خاص را ردیابی می‌کنند و سپس نیروها و تجهیزات لازم را پیش از توفان‌های رعدوبرقی در مناطق پیگیری می‌کنند.

دوربین‌ها و هوش مصنوعی در مناطق دورافتاده

یکی دیگر از راه‌ها برای مهار سریع حریق، برج‌های آتش‌نشانی با دوربین‌هایی در مناطق دورافتاده است که تا حد زیادی جایگزین نیروی انسانی شده است که بسیاری از آنها با وضوح بالا و دارای هوش مصنوعی برای تشخیص دود از مه صبحگاهی به‌کار می‌روند. حدود 800 نوع از این دوربین‌ها در سراسر کالیفرنیا، نوادا و اورگان نصب‌شده، حتی عامه مردم می‌توانند حریق‌های جنگل را در زمان واقعی مشاهده کنند. سپس مقاماتی که مسئولیت مدیریت این حوادث را برعهده‌ دارند، می‌توانند تصمیم‌گیری‌های تاکتیکی را براساس مشاهدات خود و حتی پیش از رسیدن آتش‌نشان‌ها به محل حادثه اتخاذ کنند. مدیران آتش‌نشانی همچنین به‌طور معمول پهپادهای نظامی را از گارد ملی یا نیروی هوایی فرامی‌خوانند تا با پرواز شب‌هنگام آنها بر فراز منطقه، با استفاده از تصویربرداری حرارتی، مرزها و نقاط پرحرارت را ترسیم کنند. آنان از تصاویر ماهواره‌ای نیز برای ترسیم مسیر دود و خاکستر استفاده می‌کنند.

نرم‌افزارهای نقشه‌برداری

مدیران آتش‌نشانی در کالیفرنیا می‌توانند تمام اطلاعات موجود در نقشه‌ها را باکیفیت بالا برای تشخیص نور و توپوگرافی وسیع پوشش دهند. این کار به تصمیم‌گیری در مدیریت جنگل، برنامه‌ریزی زیرساخت‌ها و آماده‌سازی برای آتش‌سوزی‌ها، سیل، سونامی و رانش زمین کمک می‌کند، سپس آنها با شبیه‌سازی کامپیوتری رفتار آتش را براساس آب‌وهوا و سایر متغیرها اضافه می‌کنند. سایر نرم‌افزارهای نقشه‌برداری هم می‌توانند آتش‌سوزی‌های فعال، حریق‌های پیش‌بینی‌شده و فضاهای اطراف خانه‌های مسکونی، خانه‌های ویران‌شده و دیگر حریق‌های آسیب‌رسان را نشان دهند. این ابزارهای نوین در آینده‌ای نزدیک به انسان‌ها کمک خواهد کرد که خانه‌های مسکونی خود را در مناطقی بسازند که کمترین خطر آتش‌سوزی وجود داشته باشد.

فناوری‌های هوشمند ضدحریق در استرالیا

واقعیت مجازی و فناوری لمسی

به گزارش  createdigitalیکی از مشکلاتی که در آموزش آتش‌نشان‌ها برای مواجهه با فجایع طبیعی وجود دارد، استفاده از مواد شیمیایی برای حمله به حریق و اسپری روی شعله‌های آتش است که بیشتر آنها با محیط‌زیست سازگاری نداشته و به ضرر آن تمام می‌شود. به‌عنوان مثال، کف‌های ضدحریق، پوشانندگی خوبی برای خاموش کردن آتش دارند اما پس از از بین رفتن، ماده ترکیبات سمی «سولفونات پرفلورواکتان» (PFOS) به‌جا می‌گذارند. یک کارآفرین استرالیایی، سیستمی را ابداع کرده‌ که در آن از واقعیت مجازی و فناوری‌های لمسی استفاده می‌شود که به آتش‌نشان‌ها کمک می‌کند بدون به‌جا ماندن مواد شیمیایی مضر در محیط‌زیست، به اطفای حریق بپردازند. در این محصول آموزشی، یک واحد واقعیت مجازی با نمایشگری در قسمت سر آن به‌همراه یک جلیقه بازخورد زیستی از جنس الیاف نانو، بالشتک‌های گرمکن، وسایل تنفسی و محافظ و وسایل لمسی است که می‌تواند عملکرد یک لوله آتش‌نشانی را شبیه‌سازی کند. این فناوری براساس داده‌های گرفته‌شده از حریق‌های واقعی عمل می‌کند.

اینترنت اشیا

حسگرهای اینترنت اشیا به مدیران کمک می‌کند با اندازه‌گیری پارامترهای متفاوت، حریق‌های جنگل‌ها را شناسایی کرده و از بروز و تشدید آنها جلوگیری کنند. سنجش پارامترهایی چون درجه حرارت، رطوبت، میزان CO2 و CO جزء عملکردهای این حسگرها به‌شمار می‌روند. با توسعه شبکه بی‌سیم چند حسگر در ترکیب با حسگرهای مجهز به دوربین در شبکه بی‌سیم، مدیران می‌توانند آتش‌سوزی‌ها را در بیشتر بخش‌های روستایی دنیا و مناطق جنگلی شناسایی و راستی‌آزمایی و با مشاهده نشانه‌های اولیه از شکل‌گیری حریق،  به‌راحتی از ایجاد آن جلوگیری کنند.

داده‌ها و هوش مصنوعی

داده‌های حیاتی برای جلوگیری از بروز حریق‌های جنگل و برنامه‌ریزی برای خاموش کردن آنها ضروری است. حسگرهای اینترنت اشیا، دوربین، داده‌های آب‌وهوایی، داده‌های آرشیوی به‌دست‌آمده از گذشته، ابزارهای مدل‌سازی، تصاویر ماهواره‌ای و شبکه‌های اجتماعی جزء ابزارهایی هستند که با جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها به کمک هوش مصنوعی هم پیش‌بینی و هم از بروز آتش‌سوزی‌ها جلوگیری کنند.

به گزارش matte orange، یکی از فجیع‌ترین آتش‌سوزی‌های استرالیا در اواخر سال 2019 اتفاق افتاد. این حریق گسترده در جنگل‌های استرالیا ماه‌ها به‌طول انجامید و عملا هیچ‌اقدام مؤثری در این زمینه صورت نگرفت و درنهایت بارندگی‌های شدید به خاموش کردن آن کمک کرد. در این حریق علاوه‌بر نابودی هزاران گونه جانوری، بیش از 20 درصد جنگل‌های این قاره سوختند. با آتش‌سوزی یک‌پنجم جنگل‌های استرالیا، این فاجعه درسطح جهان بی‌سابقه گزارش شد. گمانه‌زنی‌ها حکایت از آن دارد که این بحران از سال‌های خشکسالی ناشی از تغییرات آب‌وهوایی تسریع شده باشد. ورود فناوری‌های جدید و هوشمند در سال‌های اخیر توانسته به جلوگیری موثر از گسترش حریق‌های جنگل و مراتع کمک کند.

امواج صوتی در خاموش کردن شعله‌های آتش

یکی از فناوری‌هایی که می‌تواند آتش‌نشانی و اطفای حریق را متحول کند، استفاده از امواج صوتی در اطفای حریق بدون استفاده از آب یا مواد شیمیایی و تنها با کمک امواج صوتی خاموش‌کننده‌ای را ابداع کردند که تنها با امواج صوتی به خاموش کردن حریق می‌پردازد. در نمونه اولیه این خاموش‌کننده از امواج صوتی بین 20 تا 120هرتز استفاده می‌شود که وزن آن حدود 9کیلوگرم است و از انرژی برق استفاده می‌کند. در این خاموش‌کننده، از آنجایی که این امواج فشار مکانیکی هستند و باعث ایجاد ارتعاش در محیطی می‌شوند که در آن حرکت می‌کنند، امواج صوتی این پتانسیل را دارند که هم مواد سوزاننده و هم اکسیژن اطراف را دستکاری کنند. این امواج، ماده سوختنی و اکسیژن را از هم جدا کرده و اکسیژن حریق کم می‌شود و به‌مرور خاموش‌شده و به سطح گسترده‌تری منتشر می‌شود. این کار، مثلث حریق را که از گرما، سوخت و اکسیژن تشکیل شده، می‌شکند و این‌گونه آتش را خاموش می‌کند. یکی از مشکلاتی که در استفاده از این خاموش‌کننده‌ها وجود دارد این است که امواج صوتی، برخلاف آب و کف، حریق را خنک نمی‌کند بنابراین این خطر وجود دارد که با قطع امواج صوتی، حریق دوباره شعله‌ور شود.

ماهواره‌ها و دوربین‌های فضایی

مشارکت بین مرکز هوافضای آلمان و گروه مهندسی دانشگاه LaTrobe منجر به ساخت دوربین فوق‌طیفی شده که در ایستگاه فضایی بین‌المللی نصب شده است. محققان از این فناوری که به‌نام DESIS  یا طیف‌سنج تصویربرداری تشخیص زمین DLR شناخته می‌شود، برای کنترل مراتع از مدار زمین و ارائه اطلاعات نقشه‌برداری دراختیار محققان قرار می‌گیرد که از آن استفاده می‌کنند. داده‌های ماهواره‌ای کاربردهای دیگری هم در اطفای حریق دارند که می‌توان از آنها به «شبکه‌های مش» مجهز به اینترنت اشیا یاد کرد که مجهز به اینترنت اشیا بوده و داده‌های مختلفی را از منابع مختلف واقعیت مجازی و هولوگرام‌ها گرفته و محققان می‌توانند در مشاهده شرایط موجود کره‌زمین از آنها استفاده کنند.

پهپادها

شغل آتش‌نشانی یکی از حرفه‌های دشوار و ارزشمند دنیاست که در حوادث مختلف متحمل آسیب‌های فراوانی می‌شوند اما در سال‌های اخیر با روی کار آمدن فناوری‌های نوین، آتش‌نشان‌ها توانسته‌اند اطلاعات موردنیاز خود را از سیستم‌های هوشمند دریافت کنند و این امر به آنها کمک می‌کند که کمتر در مواجهه با خطر برای ارزیابی حریق و دریافت اطلاعات قرار گیرند. در حریق کلیسای نوتردام در سال 2019، آتش‌نشان‌های فرانسوی از پهپادهای DJI برای بررسی حریق و ارزیابی نقشه حمله به حریق استفاده کردند. پهپادها می‌توانند با دریافت اطلاعات از محیط حریق و فضاهای اطراف، طرح حمله به کانون آن را تغییر دهند. استارتاپ دانمارکی Robotto با مشارکت آژانس مدیریت اضطراری دانمارک درحال تولید نوعی پهپاد خودکار است که از هوش مصنوعی برای ارائه راهی سریع‌تر و دقیق‌تر برای ارزیابی حریق‌ها استفاده می‌کند، معمولا از پهپادها برای ارزیابی حریق، اطفای آن، کمک به بازسازی زیرساخت‌ها و یافتن حیوانات و انسان‌های به دام افتاده در آتش بهره می‌گیرند.