Технологические тренды-2023 в тушении и предупреждении природных пожаров

За последние несколько десятилетий человечество стало свидетелем крайне разрушительных и масштабных природных пожаров по всей планете. Например, в 2022 году произошло несколько десятков крупных огненных бедствий в лесах, о чем свидетельствует статистика. Такие печальные данные становятся вызовом для мирового сообщества, которому нужно активно искать инновационные решения, чтобы эффективно предотвращать, контролировать и тушить лесные пожары.

Обзор всеобщих технологических трендов 

Изучив отчет американской исследовательской компании Gartner, я хочу рассказать о восьми основных технологических трендах 2023 года, которые не только определяют будущее нашего общества, но и открывают новые возможности для бизнеса и инноваций, в том числе и в таких критически важных для государства сферах, как пожарная безопасность в городской и природной среде.

1. Повсеместное внедрение искусственного интеллекта (ИИ). В текущем году ИИ все чаще и шире используется в организациях различных сфер деятельности. Технологии, подобные No-code AI, делают использование ИИ доступным для любого бизнеса. Важно отметить, что искусственный интеллект улучшает практически все виды работ и бизнес-процессы в промышленности и предпринимательстве. Например, он становится движущей силой в инициативах автономной доставки, которую тестируют и внедряют представители торговли.
2. Метавселенная переходит в реальность. Метавселенная обозначает более погружающий интернет, где люди смогут выполнять работу, общаться, отдыхать и развлекаться на постоянной онлайн-платформе. Сегодня продолжают развиваться технологии дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR). Например, предприятия и организации уже пользуются подобными новшествами для обучения и адаптации, и такая тенденция постоянно ускоряется.
3. Прогресс в Web3. Современные блокчейн-технологии продолжили заметное развитие в 2023 году по мере создания продуктов и услуг с большей децентрализацией. Нефунгибельные токены (NFT) становятся более полезными и практичными.
4. Цифровой мир соединяется с физическим. Два компонента подобного слияния — цифровые двойники и 3D-печать. Под цифровыми двойниками подразумевают виртуальные симуляции реальных процессов, используемые для апробирования новаторских идей в «цифре». Симуляции набирают популярность в производстве и строительстве. 3D-печать — другой аспект этого тренда, благодаря которому компании быстро создают прототипы и детали на основе результатов цифрового тестирования.
5. Активное «редактирование» природы. В этом году технологии генной инженерии активнее используются для создания продуктов и решений, которые были бы немыслимы всего несколько лет назад. Технологии CRISPR и другие методы генной инженерии не только лечат генетические болезни, но и корректируют человеческие характеристики (например, цвет глаз и волос).
6. Прогресс квантовых технологий. Некоторые компании уже сегодня разрабатывают квантовую вычислительную технологию. Она может стать революционной для многих отраслей, включая криптографию, материаловедение и фармацевтику. Однако еще предстоит много работы, чтобы подобная технология стала доступной для большинства компаний. В 2010 году, когда я защищал диссертацию по анализу диссипативной динамики кубитов (квантовых битов), уже были построены волоконно-оптические сети длиной в несколько километров, с реализованным протоколом квантовой криптографии. Сейчас в рамках кибербезопасности это направление приобретает дополнительную актуальность.
7. Прогресс «зеленых» технологий. Прогресс в области безвредных технологий, с углеродной нейтральностью в качестве глобальной цели, в текущем году быстро продвигается. Инновационные методы генерации энергии, вроде солнечных панелей нового поколения, развивают энергетическую демократизацию, снижая при этом выбросы углекислого газа.
8. «Очеловечивание» роботов. Разработчики робототехники стараются создавать роботов, которые практически неотличимы от людей. Причем это ощущается как в визуальном, так и в функциональном аспектах. Скорее всего, в нынешнем году появятся роботы, которые смогут взаимодействовать с людьми еще более естественным образом, поскольку робототехника совершенствуется в области искусственного интеллекта и машинного обучения.

Именно таким исследователи Gartner видят 2023 год с точки зрения всеобщих технологических тенденций. И как эксперта в области пожарной безопасности меня интересует использование новаторских решений конкретно в этой сфере.

Как новейшие технологии помогают в борьбе с пожарами в природе и не только

Новейшие технологии влияют на отрасль пожарной безопасности, улучшая прогнозирование, предотвращение и обнаружение пожаров, а также устранение их последствий.

Благодаря внедрению новых огнестойких материалов, которые выдерживают высокие температуры и даже борются с огнем, улучшается пожарная безопасность зданий и других объектов. Например, использование биоразлагаемых гелей, сохраняющих влагу и замедляющих распространение огня, помогает эффективно противостоять пожарам. Такие гели можно распылять на деревья и растительность вокруг уязвимых зон, при этом они не наносят вреда окружающей среде после использования.

Со временем системы пожарной безопасности станут еще более интегрированными и автоматизированными, обеспечивая максимально быстрое и координированное устранение возгораний. А использование VR, AR и других технологий обучения сделает подготовку пожарных и спасателей эффективнее и реалистичнее.

Так, в борьбе с лесными пожарами уже сегодня развивается два подхода на основе ИИ: с использованием изображений и сенсоров. В первом случае применяют сверточную нейронную сеть, обученную находить пожары на основе изображений с дронов. Спутники также могут предоставить информацию в режиме реального времени и исторические данные о покрытии земли, температуре, влажности и других переменных, что помогает предсказывать пожары и управлять ими.

Сенсорный подход помогает обнаруживать очаги возгорания с помощью датчиков для измерения температуры, влажности, количества углекислого газа, сероводорода, окиси углерода и кислорода в атмосфере. Это дает возможность предсказывать возможные огненные бедствия в лесных массивах. Например, модель FireAId использует ИИ для создания динамической карты риска, которая оценивает вероятность лесных пожаров на основе сезонных переменных.

Возможности расширенного применения датчиков и интернета вещей (IoT) продолжат развиваться. Это позволит подключать больше устройств и сенсоров к системам пожарной безопасности, улучшая их способность обнаруживать возгорания и реагировать на них.

Среди других примеров внедрения ИИ в борьбу с природными катастрофами я бы отметил такие:

• разработка стартапа Chooch — технология гибридного ИИ для противостояния разрушительным лесным пожарам. Метод основан на собственном программном обеспечении, которое обнаруживает очаги возгорания. ПО связано с сетью камер, чтобы анализировать снимки каждые 15 минут для поиска признаков дыма или огня. Использование генеративного ИИ помогло снизить количество ложных срабатываний с 2000 в неделю до 8.
• Системы ИИ, которые используются для уменьшения риска лесных пожаров в рамках инициативы Всемирного экономического форума. Подобные системы работают с динамическими картами риска и ранжируют вероятность возникновения возгораний на основе сезонных переменных. Искусственный интеллект оптимизирует распределение ресурсов, используя возможности динамических карт и других источников.
• Инновации для повышения эффективности работы спасателей. Технологии компьютерного зрения, помогающие спасателям в условиях недостаточной видимости. А также сенсоры, отслеживающие кислород, температуру тела и другие показатели во время спасательных операций. Модель машинного обучения классифицирует эти сведения и предупреждает о потенциальной опасности.
• Решение AUDREY на основе ИИ, разработанное NASA, анализирует окружающую информацию и рекомендует самый безопасный план действий. Например, если AUDREY обнаружит высокий уровень токсичных газов, то предупредит людей в зоне опасности, предложив им оптимальный выход. Современные технологии позволяют быстрее и точнее предупреждать общественность о пожарах, используя смартфоны, социальные медиа и другие цифровые платформы.
• Робототехника уже давно проявила себя в спасательных операциях во всех уголках мира. Яркий пример — пожар в Соборе Парижской Богоматери, когда вместе с людьми огонь тушил робот. Его помощь была действительно колоссальной, поскольку пожарные долго не могли локализовать возгорание из-за непереносимой температуры внутри собора. И таких примеров множество. Роботы и беспилотные системы будут активнее использоваться для тушения пожаров в недоступных или опасных для людей местах.

Что важно помнить при внедрении инноваций в сфере пожарной безопасности

Крупные лесные пожары в России происходят ежегодно. Весной 2023 года началась серия пожаров, затронувшая около 70 регионов. Только в мае огонь охватил порядка 600 тысяч гектаров в Сибири и на Дальнем Востоке. Жаркая погода и сильный ветер затрудняли ликвидацию огня, поэтому местные власти ввели режим чрезвычайной ситуации в регионах и запрет на посещение лесов. Поскольку проблема остается острой, ее решение требует инновационных подходов — только так можно изменить ситуацию в лучшую сторону.

Благодаря технологическому прогрессу и развитию искусственного интеллекта открываются новые перспективы для систем пожарной сигнализации. В ближайшие годы использование AI и машинного обучения повысит эффективность систем в обнаружении и предотвращении пожаров, определении оптимальных способов борьбы с огнем, снижении количества ложных срабатываний, что особенно важно с учетом частоты и масштаба природных катастроф.

Несмотря на все преимущества новых технологий, важно сохранить баланс между их использованием и традиционными методами безопасности. Инновационные решения должны служить дополнением, а не заменой проверенным и надежным способам, которые уже давно используются в пожаротушении. При этом нельзя забывать, что грамотное использование новых технологий требует обучения и подготовки персонала и дополнительных инвестиций в обновление оборудования и инфраструктуры.

В целом будущее систем пожарной безопасности выглядит многообещающим, с большим потенциалом для успешной борьбы с пожарами любого характера. Новые усовершенствованные технологии создаются не только для сохранения бесценных природных ресурсов, но также защиты жилья, имущества, жизни и здоровья людей.