Cum revoluționează Inteligența Artificială modul în care pompierii fac față incendiilor și salvează vieți

În fiecare dimineață, cei mai buni pompieri din California primesc o prognoză a zilei în ceea ce privește incendiile de vegetație – când se va schimba vântul, cât de uscat este solul și o serie de alte ingrediente care pot declanșa sau răspândi un incendiu.

În ultima vreme, rutina are un pas în plus: verificarea opiniei unui program, relatează The Guardian.

„Dacă știm că într-o anumită zonă se va intensifica activitatea sau vremea incendiilor, putem folosi [un program cu AI] pentru a valida că da, această zonă este violet”, adică cel mai înalt nivel de alertă, a explicat șeful Phillip SeLegue.

În cazul în care inteligența artificială aprobă acest lucru, „orice răspuns pe care îl vom iniția, îl vom spori cu resurse suplimentare”.

Modul drastic în care AI poate schimba lupta împotriva incendiilor este deja clar în răspunsurile la incendiile de vegetație. La începutul lunii iulie, SeLegue lupta împotriva unui incendiu în Pădurea Națională Los Padres, la nord de Los Angeles.

În urmă cu câțiva ani, dacă se primea un apel la 911 în care se raporta că un incendiu a izbucnit sau s-a extins, un analist se grăbea să prezică traiectoria acestuia, „să intre și să extragă toate aceste atribute diferite. Care este combustibilul? Care este vremea?”, a spus SeLegue, enumerând o jumătate de duzină de factori diferiți. Acest proces dura „de la câteva ore la câteva ore”, în funcție de persoana care îl efectua.

Acum, întregul proces este automatizat. Orice apel de incendiu 911, odată expediat, generează, de asemenea, o predicție AI în „aproximativ 18-20 de secunde”, a spus SeLegue, cu rapoarte noi nelimitate create la cerere.

„Le-am folosit probabil … de 12 până la 14 ori doar în această dimineață”, a spus el la o zi de la incendiul Los Padres.

După sezoanele cataclismice de incendii de vegetație din ultimii ani, presiunea este mare pentru a fi cu un pas înaintea incendiilor. Predicția răspândirii acestora este din ce în ce mai importantă, dar și o sarcină și mai dificilă: să prezici, cu câteva zile înainte, când este posibil să izbucnească un incendiu de proporții.

Trebuie să știți, în primul rând, cât de multă vegetație arzătoare există pe suprafețe vaste de teren și, în al doilea rând, cât de uscată este. Al treilea factor, și cel mai greu de prevăzut, este o scânteie de aprindere, care poate fi provocată de om, cum ar fi un muc de țigară. În plus, toate aceste date trebuie să fie analizate din nou în fiecare zi, pe măsură ce prognoza meteo se schimbă.

Oamenii pot face acest lucru. Dar inteligența artificială pare să fie capabilă să o facă mai bine, digerând seturi de date uriașe pentru a prezice incendiile de vegetație cu o precizie destul de mare, cu o săptămână sau chiar 10 zile înainte ca acestea să înceapă.

„Nu putem rula algoritmi tipici pentru a face acest tip de analiză. Cantitatea de date este uriașă… aveți nevoie de mai multă putere”, a declarat Adrián Cardil.

Cardil este om de știință la Technosylva, care furnizează Californiei programul bazat pe inteligență artificială pe care l-a folosit SeLegue, precum și versiuni similare în alte câteva state americane, în plus față de Chile, Spania, Țările de Jos și alte locuri.

Echipa sa a trebuit mai întâi să realizeze un portret precis al pădurilor arbustive și forestiere din California. Lidar, un senzor de foarte înaltă rezoluție operat de un avion sau o dronă, a furnizat hărți 3D a mii de acri cu până la 500 de puncte de date pe metru pătrat. „Este uimitor”, a spus Cardil. „Se pot vedea chiar și frunzele”.

AI a cartografiat restul de 60-70% din teritoriul statului. Analizând terenul vizualizat prin Lidar, a reușit să înțeleagă ce vegetație era prezentă în altă parte, dar fusese surprinsă doar în imagini de calitate inferioară. Ulterior, Technosylva a utilizat un proces de verificare riguros pentru a se asigura că inteligența artificială a făcut totul corect.

De aici, ei sunt capabili să încorporeze date meteorologice, rulând modele în fiecare zi pentru a calcula umiditatea vegetației, a declarat Cardil. „Dacă plantele sunt mai uscate, aprinderea și răspândirea incendiului vor fi mai ușoare”. La aceasta se adaugă șansa de aprindere.

Lucrările Technosylva fac parte dintr-un val de noi modele de incendii din întreaga lume care se bazează pe inteligența artificială și care abordează fiecare proiect într-un mod diferit, cu aceiași trei factori: combustibil, vreme, aprindere. Multe dintre acestea nu sunt încă operaționale, dar creatorii lor se așteaptă ca ele să devină operaționale în următorii doi ani.

Serviciul american de pompieri, de exemplu, are sarcina de a menține o hartă a combustibililor pentru Statele Unite, pe care o realizează în trepte de 30 pe 30 de metri, aproximativ de mărimea a două terenuri de baschet.

Acesta utilizează inteligența artificială și imaginile Google Earth pentru a ajunge la o rezoluție și mai mare într-un singur proiect, până la zeci de centimetri, permițând oamenilor de știință să înregistreze solul gol și stâncile dintre plante, care pot servi ca întrerupătoare naturale ale incendiilor.

„Avem nevoie de informații cu rezoluție foarte fină cu privire la structura spațială chiar și a unor simple smocuri de iarbă”, a declarat Greg Dillon de la Fire Service.

„Și cu cât avem mai multe date, cu atât mai mult avem nevoie de învățare automată și de clasificatoare de tip AI pentru a le înțelege”.

Al treilea factor, aprinderea, prezintă alte probleme, din motive evidente. „Unul dintre cele mai greu de prevăzut sunt incendiile provocate de fulgere”, a declarat Piyush Jain, un om de știință din cadrul guvernului canadian.

O serie întreagă de oameni de știință experimentează utilizarea inteligenței artificiale pentru a prezice fulgerele, inclusiv cei de la mai multe agenții federale americane – Nasa, Administrația Națională Oceanică și Atmosferică (NOAA) și serviciul de pompieri din SUA – precum și universitari și companii private din întreaga lume.

Multe dintre proiectele lor cer mașinilor să proceseze ani, uneori zeci de ani, de înregistrări meteorologice pentru a găsi indicii despre ceea ce tinde să însoțească fulgerele.

Un model NOAA bazat pe inteligență artificială, de exemplu, prezice fulgerele din întreaga SUA pentru ora următoare. Acesta se bazează pe un nou proiect menit să prezică fulgerele care prezintă un risc de incendiu, în special fulgerele „uscate” care nu sunt însoțite de ploaie.

Un model al serviciului de pompieri își propune să prezică fulgerele care declanșează incendii pentru fiecare zonă de 20 de kilometri pătrați din SUA cu o săptămână înainte, folosind un model statistic bazat pe 25 de ani de date orare privind fulgerele – un efort masiv de prelucrare a datelor care, din nou, a fost posibil datorită inteligenței artificiale.

Cu toate acestea, unul dintre cele mai ambițioase proiecte de predicție a incendiilor din lume a renunțat la ideea de a se concentra pe un singur factor de risc și, în schimb, s-a extins la întreaga planetă, testând limitele inteligenței artificiale în acest proces. Oamenii de știință de la Centrul european pentru prognoze meteorologice pe termen mediu (ECMWF) și-au propus să prezică incendiile de vegetație oriunde pe Pământ cu aproximativ o săptămână înainte.

Lucrând la această scară, ei au renunțat la cartografierea vegetației de pe teren, deoarece aceasta nu este uniformă în întreaga lume. În schimb, au luat hărți de bază de clasificare a terenurilor, care arată dacă o zonă este veșnic verde sau savană, de exemplu, și au alimentat programul AI cu date din satelit care măsoară nivelurile de CO2 din aer.

„Asta ne va spune… cât de activă este vegetația”, a declarat Joe McNorton, cercetător la ECMWF. Cu alte cuvinte, se măsoară rezervoarele de carbon și se deduce cât combustibil este disponibil pentru ardere într-o anumită zonă.

Programul lor furnizează, de asemenea, date meteorologice globale prin satelit, iar inteligența artificială a fost antrenată prin căutarea incendiilor uriașe care ar putea fi reperate de un satelit. Acum, acesta produce o predicție globală a incendiilor de vegetație pe zi, pentru următoarele 10 zile, cu o rezoluție de nouă km în jurul planetei. În mod surprinzător, chiar și pentru cei care au realizat-o, pare să funcționeze pentru această cea mai mare categorie de incendii. Acesta a fost capabil să prezică incendiile din Canada de anul trecut cu aproximativ 10 zile înainte, a declarat McNorton.

În California, SeLegue a declarat că încă nu cunoaște toate detaliile rolului pe care îl joacă inteligența artificială, dar nu are nevoie: „Este încorporată”, a ridicat el din umeri. Dar ceea ce este mai important a fost evident, a spus el: „A îmbunătățit acuratețea”.