«الیت» در آتش؛ فناوری چطور می‌تواند جنگل‌ها را از حریق نجات دهد؟

باشگاه خبرنگاران جوان – آتش‌سوزی در منطقه الیت واقع در ارتفاعات مرزن‌آباد شهرستان چالوس، بیش از ۲۰ روز است که ادامه دارد و گزارش‌ها نشان می‌دهد بستر آتش‌سوزی توپوگرافی خشن و غیر قابل دسترسی دارد که روش‌های سنتی اطفای حریق برای آن نمی‌تواند کارآمد باشد. ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد الیت، مثل شیب‌های تند صخره‌ای و وزش بادهای دره‌ای باعث شده نیروهای پیاده و حتی بالگردهای سرنشین‌دار زمین‌گیر شوند. همین مساله تلاش نیروهای مردمی، یگان‌های حفاظت و نیروهای اعزام‌شده برای خاموش کردن آتش را کم‌اثر کرده است.

در شرایطی که روش‌های سنتی برای مواجهه با این بحران توانایی و کارایی لازم را ندارند، آیا فناوری می‌تواند راهکارهای مطلوب‌تر و موثرتری برای عبور از این بحران ارائه دهد؟ یک بررسی اجمالی نشان می‌دهد بهره‌گیری از ظرفیت‌هایی مثل داده‌های ماهواره‌ای، تحلیل سیستم‌های هوشمند بدون سرنشین (UAS)، اینترنت اشیا (IoT) و هوش مصنوعی می‌تواند تاثیرات مثبتی بر مدیریت این بحران داشته باشد.

تجربه کشورهایی مانند یونان، ترکیه، چین و آمریکا هم کارآمد بودن استفاده از تکنولوژی برای مهار این بحران را تایید می‌کند. بنابراین، فناوری با غلبه بر محدودیت‌های فیزیکی انسان و ماشین‌های سنتی در یک جغرافیای پیچیده می‌تواند کارساز و راهگشا باشد. اما چگونه؟

با توجه به این که منطقه الیت در ارتفاعات بالای مرزن‌آباد واقع شده و با دیواره‌های صخره‌ای و شیب‌های تند احاطه شده، دسترسی زمینی به آن برای خودروهای آتش‌نشانی غیرممکن و برای نیروهای پیاده، با خطرات جانی همراه است. در این وضعیت، حتی اگر تجهیزات وجود داشته باشد، امکان استقرار موثر آن‌ها وجود ندارد.

رفتار آتش در الیت سینوسی بوده است؛ به طوری که پس از مهار اولیه در روزهای ابتدایی، از حدود یک هفته قبل با شدت بیشتری شعله‌ور شده است. بازگشت‌پذیری حریق در این جنگل، نفوذ آتش به لایه‌های زیرین خاک و ریشه درختان کهنسال را نشان می‌دهد که در اصطلاح به آن «آتش‌سوزی زیرزمینی» یا «نهان‌سوز» می‌گویند.

روش‌های سنتی که بیشتر بر خاموش کردن شعله‌های سطحی متمرکزند، در برابر این نوع حریق، که می‌تواند روزها بدون اکسیژن زیاد دوام بیاورد و با وزش باد مجدداً شعله‌ور شود، کارایی و تاثیرگذاری لازم را ندارند.   

بالگردها و هواپیمای ایلوشین-۷۶ که در عملیات اطفای حریف الیت از آن‌ها استفاده می‌شود هم به دلیل دود غلیظی که در منطقه وجود دارد و باعث کاهش دید می‌شود عملیات را متوقف می‌کند.

بنابراین، هنگام غروب آفتاب و در زمان‌هایی که غلظت دود بالا می‌رود عملا ادامه اطفای حریف ممکن نیست. این بدان معناست که شب‌ها، زمانی که دما کاهش می‌یابد و رطوبت بالا می‌رود و زمان طلایی برای مهار آتش است، عملیات به‌ناچار متوقف شده و آتش جان دوباره می‌گیرد.

در نبردهای مدرن علیه حریق، اطلاعات و داده‌ها بر آب و انواع روش‌های اطفای حریق مقدم‌اند. توانایی تشخیص زودهنگام و پایش لحظه‌ای، متغیر اصلی در معادله مهار آتش محسوب می‌شود. این‌جاست که تکنولوژی‌هایی مثل فناوری‌های سنجش از دور می‌توانند نقش مهمی ایفا کنند. این فناوری‌ها در سه لایه استراتژیک (ماهواره‌ای)، تاکتیکی (هوایی) و محیطی (زمینی) می‌توانند کمک‌کننده باشند.

البته فناوری‌های کارآمد در مقابله با آتش‌سوزی جنگل‌ها به ماهواره‌ها خلاصه نمی‌شود. جهان این روزها IoT را به کار گفته تاقبل از زبانه کشیدن شعله‌های آتش جنگل را از خطر نجات دهد. وزارت امنیت داخلی آمریکا به توسعه تکنولوژی «اینترنت درختان» روی آورده که شامل استقرار شبکه‌ای از سنسورهای کم‌مصرف در عمق جنگل می‌شود. این سنسورها قادرند پارامترهای حیاتی مثل غلظت ذرات معلق، ترکیبات آلی فرار (VOCs)، دی‌اکسیدکربن و دما را به‌صورت لحظه‌ای پایش کنند و در صورت وقوع حریق در کف جنگل را به ایستگاه مرکزی گزارش دهند.

یکی از موفق‌ترین فناوری‌های روز دنیا استفاده از دوربین‌های اپتیکال چرخشی مجهز به هوش مصنوعی است. سامانه‌هایی نظیر Pano AI و ALERTCalifornia که در کالیفرنیا مستقر شده‌اند، به‌صورت ۲۴ساعته محیط را اسکن می‌کنند و تصاویر ویدئویی را به الگوریتم‌های یادگیری عمیق (Deep Learning) ارسال می‌کنند. هوش مصنوعی آموزش‌دیده، تفاوت بصری میان دود آتش و سایر پدیده‌ها مانند مه، گردوغبار یا بخار آب را تشخیص می‌دهد.

طبق مطالعات انجام‌شده در سال ۲۰۲۴، این فناوری کاربردی توانسته‌ زمان تشخیص حریق را تا ۴ ساعت نسبت به روش‌های سنتی کاهش دهد. در آتش‌سوزی ناپا ولی (Napa Valley)، استفاده از این فناوری عملیات محاصره آتش را ۳۸ درصد بهبود ببخشد.

شاید بتوان مهم‌ترین تحول در فناوری اطفای حریق را سامانه‌های پروازی بدون سرنشین (UAS) دانست. پهپادها دقیقاً برای پر کردن خلأهایی طراحی شده‌اند که در بحران الیت مشاهده می‌شود: عدم دسترسی، خطر جانی برای خلبانان و توقف عملیات در شب.

محدودیت اصلی بالگردها و هواپیماها، فاصله زمانی بین «سوخت‌گیری/آب‌گیری» و بازگشت به خط آتش است اما «پهپادهای سنگین‌بر» این مدل را تغییر داده‌اند. بعضی از مدل‌های چینی این پهپادها می‌توانند محموله‌های بسیار سنگین اطفای حریق را حمل کنند.

اگرچه ظرفیت حمل یک پهپاد (مثلاً ۴۰۰ کیلوگرم در مدل Thunder Wasp یا ۶۰ کیلوگرم در مدل‌های چینی) کمتر از یک بالگرد است، اما قدرت آن‌ها در «عملیات گروهی» یا Swarm  نهفته است. یک دسته ۱۰ تایی از این پهپادها می‌تواند جریانی مداوم از مواد اطفایی را روی یک نقطه متمرکز کند.

اگر این فناوری‌ ازدحامی را در اختیار داشتیم، در منطقه الیت، که صخره‌ها مانع پرواز پایین بالگرد می‌شوند، می‌توانستیم مواد اطفایی را دقیقاً روی کنده‌های نیم‌سوز یا شکاف‌های صخره‌ای بریزیم.

بزرگترین نقطه ضعف عملیات فعلی در الیت، توقف عملیات اطفای حریق در شب است. این در حالی است که شب، به دلیل کاهش دما و افزایش رطوبت، می‌تواند پاشنه آشیل آتش باشد. پهپادها، برخلاف بالگردهای سرنشین‌دار، محدودیت فیزیولوژیک دید در شب را ندارند و می‌توانند شبانه‌روزی عملیات را پیش ببرند.

پهپادهای دیگری از نوع «پایشگر» یا پهپادهایی که سیسم «آتش‌زنی هوایی» دارند هم از نمونه‌های فناورانه نوینی هستند که در برخی نقاط دنیا در عملیات اطفای حریق جنگل‌ها به‌ کار گرفته می‌شوند.

در کنار فناوری‌های نام‌برده ربات‌ها هم در مواردی که توپوگرافی اجازه ورود انسان را نمی‌دهد و پوشش گیاهی مانع نفوذ آب از هوا می‌شود، می‌توانند در نقش قهرمان ظاهر شوند. ربات‌های خزنده، تانک‌های آتش‌نشان، ربات‌های جنگل‌بانی و سگ‌های رباتیک از جمله ربات‌هایی هستند که تا امروز برای خاموش کردن آتش جنگل‌ها استفاده شده‌اند.

شاید برای ما که تجهیزات ساده‌ای مثل هواپیما برای انجام عملیات اطفا حریق را نداریم و از داده‌های ماهواره‌ای یا تکنولوژی‌هایی مثل پهپادها هم بی‌بهره‌ایم صحبت از یک پلتفرم نرم‌افزاری که در بعضی کشورها استفاده می‌شود و نامش «همزاد دیجیتال» (Digital Twin) است، عجیب باشد. با این حال چنین پلتفرم‌هایی در جهان وجود دارند!

برای مثال، ناسا مدلی را توسعه داده که «شبیه‌ساز رفتار آتش» است که یک مدل مجازی از جنگل ایجاد می‌کند و در آن متغیرهای توپوگرافی، نوع پوشش گیاهی و شرایط جوی لحظه‌ای اعمال می‌شود تا با شبیه‌سازی سناریوهای مختلف، آمادگی برای مواجهه با بحران را ممکن کند.

همزاد دیجیتال می‌تواند ابزاری برای پیشگیری از بحران هم باشد؛ مثلا با استفاده از داده‌های لیدار (LiDAR)می‌توان تراکم جنگل را به‌صورت سه بعدی مدل‌سازی کرد تا مناطقی از جنگل که انباشت سوخت خشک در آن‌ها بحرانی است شناسایی و پاکسازی شود.

تجربیات بین‌المللی نشان می‌دهد که گذار به مدیریت فناورانه حریق، یک روند جهانی است که در حد ایده و تئوری باقی نمانده و نتایج ملموسی داشته است.

یونان و سپر دفاعی ملی

یونان، کشوری با اقلیم و پوشش گیاهی مدیترانه‌ای مشابه با برخی مناطق شمالی ایران، پس از تجربه آتش‌سوزی‌های ویرانگر، یک رویکرد سیستمی اتخاذ کرده است. دولت یونان با سرمایه‌گذاری ۲۰ میلیون یورویی، در حال ایجاد یک منظومه اختصاصی از ماهواره‌های حرارتی است.

این کشور در یک پایلوت موفق در سال ۲۰۲۴، سیستمی را آزمایش کرد که در آن سنسورهای جنگلی پس از تشخیص دود، به‌طور خودکار پهپادی را برای تایید اعزام کردند و هوش مصنوعی مسیر گسترش آتش را پیش‌بینی کرد.

ترکیه و سامانه تصمیم‌گیر هوشمند

ترکیه پیشرفت‌های چشمگیری در استفاده از پهپادها داشته است. سامانه «پشتیبانی تصمیم‌گیری حریق»(Fire Decision Support System) ترکیه که جوایز بین‌المللی دریافت کرده، از هوش مصنوعی برای تحلیل داده‌های تاریخی و هواشناسی جهت پیش‌بینی خطر استفاده می‌کند. ترکیه همچنین با ادغام پهپادهای نظامی در ناوگان جنگل‌بانی، توانسته مدت‌زمان واکنش به آتش‌سوزی را کاهش دهد.  

کالیفرنیا و اتحاد داده‌ها

تجربه کالیفرنیا(CAL FIRE) نشان‌دهنده اهمیت همکاری بین دانشگاه (UC San Diego)، دولت و بخش خصوصی است. شبکه ALERTCalifornia که شامل بیش از ۱۰۰۰ دوربین متصل به هوش مصنوعی است، به استانداردی تبدیل شده که در بسیاری موارد پیش از تماس شهروندان با ۹۱۱، آتش را شناسایی می‌کند.

منبع: زومیت