Борьба с пожарами из космоса в рекордные сроки: как ИИ может предотвратить повторение разрушительных лесных пожаров в Австралии

Австралийские ученые приблизились к обнаружению лесных пожаров в рекордные сроки благодаря кубсатам со встроенным искусственным интеллектом (ИИ), которые теперь могут обнаруживать очаги из космоса в 500 раз быстрее, чем традиционная обработка снимков на Земле.

Исследователи в области дистанционного зондирования и компьютерных наук преодолели ограничения по обработке и сжатию больших объемов гиперспектральных изображений на борту более компактных и экономичных кубсатов перед отправкой данных на Землю для анализа, экономя драгоценное время и энергию. Прорыв, основанный на использовании искусственного интеллекта, означает, что лесные пожары будут обнаруживаться из космоса раньше, еще до того, как они разгорятся и начнут генерировать большое количество тепла, что позволит наземным службам реагировать быстрее и предотвращать потерю жизни и имущества.

Проект под руководством Университета Южной Австралии (UniSA) использовал передовую бортовую технологию ИИ для разработки энергоэффективной системы раннего обнаружения дыма от пожаров для первого кубсата Южной Австралии «Канини» (Kanyini). Исследователи опубликовали детали своего эксперимента в последнем выпуске журнала IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. Миссия «Канини» — это сотрудничество правительства штата Южная Австралия, Кооперативного исследовательского центра SmartSat и отраслевых партнеров по запуску 6U кубсата на низкую околоземную орбиту для обнаружения лесных пожаров, а также мониторинга качества внутренних и прибрежных вод.

Ведущий исследователь, геопространственный ученый UniSA доктор Стефан Петерс отмечает, что традиционно спутники дистанционного зондирования Земли не обладали возможностями бортовой обработки для анализа сложных изображений Земли, полученных из космоса, в реальном времени. Его команда, в которую входят ученые из UniSA, Технологического университета Суинберна и Geoscience Australia, преодолела это, создав облегченную модель ИИ, способную обнаруживать дым в рамках доступных бортовых ограничений по обработке, энергопотреблению и хранению данных кубсатов.

По сравнению с наземной обработкой гиперспектральных спутниковых снимков для обнаружения пожаров, бортовой алгоритм ИИ сократил объем передаваемых на Землю данных до 16% от исходного размера, потребляя при этом на 69% меньше энергии. Бортовая модель ИИ также обнаруживала дым от пожара в 500 раз быстрее традиционной наземной обработки. «Дым обычно — это первое, что можно увидеть из космоса, прежде чем пожар станет достаточно горячим и большим, чтобы датчики могли его идентифицировать, поэтому раннее обнаружение имеет решающее значение», — говорит доктор Петерс.

Используя в качестве примера прошлый пожар в Куронге, смоделированный бортовой подход ИИ «Канини» занял менее 14 минут для обнаружения дыма и отправки данных на наземную станцию на Южном полюсе. «Это исследование показывает, что бортовой ИИ имеет значительные преимущества по сравнению с традиционной наземной обработкой», — заявляет доктор Петерс. Исследовательская группа надеется продемонстрировать бортовую систему обнаружения пожаров на основе ИИ на орбите в 2025 году, когда миссия «Канини» станет оперативной.