Учёные Университета Миннесоты разработали воздушных роботов, которые могут залетать прямо в клубы дыма от пожаров. В отличие от традиционных дронов, они оснащены сенсорами и искусственным интеллектом, позволяющим распознавать дым, отслеживать его движение и создавать трёхмерные карты распространения частиц.
Для этого используется рой дронов, работающих скоординированно. Машины собирают данные с разных ракурсов и в реальном времени анализируют потоки. Такой подход даёт более детальную информацию о составе и поведении дымовых облаков, чем спутниковые наблюдения, и позволяет строить более точные модели распространения загрязняющих веществ в атмосфере.
Кроме того, система применяет метод Digital Inline Holography, что помогает изучать характеристики частиц и их дисперсию. Особенно важно отслеживать мелкие частицы, которые могут оставаться в воздухе дольше и перемещаться на сотни километров, ухудшая качество воздуха вдали от места пожара.
Зачем это нужно
С 2012 по 2021 год в США контролируемые выжигания привели к 43 неконтролируемым пожарам. Эти случаи показали, что существующие инструменты моделирования и мониторинга не всегда обеспечивают достаточную точность.
Новая технология позволит:
- улучшить прогнозы распространения дыма;
- повысить эффективность реагирования на пожары;
- быстрее обнаруживать возгорания на ранней стадии;
- снизить риски для здоровья населения и окружающей среды.
Потенциальные сферы применения выходят за рамки только лесных пожаров. Разработчики считают, что система пригодится также для мониторинга песчаных бурь, вулканических извержений и других атмосферных явлений.
Ранее команда уже создавала автономные дроны с компьютерным зрением для отслеживания дыма, а теперь расширила возможности за счёт координации нескольких аппаратов. В планах исследователей — использовать более выносливые дроны с вертикальным взлётом и продолжительностью полёта свыше часа, что позволит охватывать большие территории.
Работа объединила специалистов Института робототехники Миннесоты и Лаборатории водопадов Св. Энтони. По словам учёных, сочетание робототехники и экологических исследований открывает путь к созданию доступных и эффективных инструментов мониторинга.
