Оглавление

Ученые из Университета Миннесоты разработали революционную систему для мониторинга лесных пожаров — автономный рой дронов, способный в реальном времени строить трехмерные модели дымовых шлейфов. Эта технология обещает кардинально улучшить прогнозирование распространения загрязнения воздуха и повысить эффективность борьбы с пожарами.

Проблема, которую не решают традиционные методы

Дымовые шлейфы лесных пожаров — это не просто однородные облака, а сложные динамические системы, способные преодолевать сотни километров и серьезно влиять на качество воздуха. Мелкие частицы остаются в атмосфере днями, создавая риски для здоровья населения даже в удаленных регионах.

Традиционные методы мониторинга — спутники, лидары и системы дистанционного зондирования — не обеспечивают необходимой детализации и оперативности. Они не могут отслеживать быстро меняющуюся структуру дыма в сложном рельефе или отдаленных районах.

Как работает умный рой

Система состоит из пяти дронов: одного управляющего и четырех рабочих. Каждый аппарат оснащен:

  • 12-мегапиксельной камерой на трехосевом стабилизаторе
  • Аккумулятором 6000 mAh для длительной работы
  • Процессором NVIDIA Jetson для обработки данных в реальном времени
  • Продвинутыми контроллерами полета

Дроны автономно распознают дым, координируют свои действия и делают многопозиционные снимки, которые затем преобразуются в 3D-модели с помощью технологии Neural Radiance Field (NeRF).

Иллюстрация системы роя дронов для 3D-характеристики дымовых шлейфов

Ирония в том, что мы используем одни из самых продвинутых технологий искусственного интеллекта — нейросети, преобразующие 2D в 3D, — для борьбы с одной из древнейших стихийных сил природы. Это прекрасный пример того, как машинное обучение служит практическим целям, а не просто генерирует картинки по запросу.

Полевые испытания и практическая ценность

Система уже прошла испытания в реальных условиях и продемонстрировала способность создавать временные ряды 3D-реконструкций, показывающих эволюцию дымового шлейфа. Это дает ученым беспрецедентные данные об объеме, направлении движения и скорости рассеивания частиц.

Графическая аннотация исследования роя дронов с искусственным интеллектом

По словам Никила Нришнакумара, ведущего автора исследования, «этот подход позволяет собирать высококачественные данные на больших территориях с меньшими затратами по сравнению со спутниковыми технологиями».

Широкие возможности применения

Технология применима не только для мониторинга лесных пожаров, но и для:

  • Контролируемых выжиганий
  • Вулканических извержений
  • Песчаных бурь
  • Любых событий, связанных с распространением частиц в атмосфере
Аппаратная конфигурация дрона с камерой и процессором NVIDIA Jetson
Источник: www.yahoo.com

Исследование опубликовано в рецензируемом журнале Science of the Total Environment и открывает новые возможности для улучшения моделей поведения огня и прогнозирования качества воздуха.

Источник новости: Yahoo News