- Portugees bedrijf gebruikt kunstmatige intelligentie om bosbranden te lijf te gaan
- Amerikaanse overheidsinstanties zetten drones in om vuur met vuur te bestrijden
- California Forest Observatory gebruikt satellieten en KI om het risico op bosbranden te monitoren
- Kan technologie oplossingen bieden voor het groeiende probleem van bosbranden?
Ondanks herhaalde waarschuwingen van de wetenschappelijke gemeenschap blijft onze uitstoot van broeikasgassen elk jaar stijgen. Dit leidt onder andere tot dodelijke hittegolven, allesvernietigende bosbranden, ernstige droogte en verwoestende orkanen. Hoewel dit soort extreme weersomstandigheden vroeger maar een paar keer per jaar voorkwamen, nemen ze de laatste jaren niet alleen in frequentie maar ook in hevigheid toe – een direct gevolg van de klimaatverandering. Volgens Munich Re, een van ’s werelds toonaangevende verzekeringsmaatschappijen, hebben extreme weersomstandigheden en andere klimaatgerelateerde incidenten wereldwijd al aan meer dan 4.000 mensen het leven gekost en in 2019 ongeveer $42 miljard aan (verzekerde) schade veroorzaakt.
Vooral bosbranden zijn de laatste jaren steeds destructiever geworden. Volgens de National Interagency Fire Center (NIFC) werden de afgelopen 10 jaar gemiddeld 67.000 bosbranden per jaar geregistreerd in de Verenigde Staten, waarbij gemiddeld 7 miljoen hectare land werd verwoest. Uit dezelfde bron blijkt bovendien dat er tussen januari en oktober 2019 meer dan 40.000 bosbranden waren in de VS, die 4,4 miljoen hectare land verwoestten. Hoewel deze cijfers aantonen dat het aantal bosbranden ten opzichte van het jaargemiddelde is afgenomen, zijn de branden wel in hevigheid toegenomen, zoals blijkt uit hun groeiende impact op menselijke gemeenschappen.
Volgens het Amerikaanse ministerie van Binnenlandse Zaken wordt ongeveer 90 procent van de bosbranden veroorzaakt door menselijke activiteit, zoals onbewaakte kampvuren, smeulende sigarettenpeuken, het verbranden van puin en opzettelijke brandstichting. Bliksem en lava zijn de oorzaak van de resterende 10 procent. Helaas zijn de huidige methoden voor brandbestrijding en -preventie niet afdoende om adequaat op deze groeiende dreiging te reageren. Als gevolg hiervan zijn steeds meer onderzoekers overal ter wereld bezig met alternatieve oplossingen voor dit probleem en kunstmatige intelligentie, satellieten en dronetechnologie behoren tot de meest veelbelovende opties.
Portugees bedrijf gebruikt kunstmatige intelligentie om bosbranden te lijf te gaan
Detectie blijft de grootste uitdaging in de strijd tegen bosbranden – slechts drie procent van deze branden wordt tijdig ontdekt. Om dit probleem aan te pakken heeft het in Lissabon gevestigde bedrijf Compta het camerabewakingssysteem Bee2FireDetection ontwikkeld, dat vroege stadia van bosbranden automatisch kan detecteren zodat het vuur geen kans krijgt om zich heen te grijpen. Volgens het bedrijf heeft het systeem een bereik van meer dan 15 kilometer en is het in staat om een beginnende brand binnen drie minuten te detecteren.
“De eerste 20 minuten na het ontstaan van een brand zijn absoluut cruciaal en kunnen het verschil betekenen tussen een goed te bestrijden brand en een escalerende bosbrandsituatie”, vertelt Vasco Correia, Compta’s directeur internationale zaken. “De technologieën die tegenwoordig worden gebruikt, zoals satellieten, zijn niet erg effectief. Het gebruik ervan is tijdrovend en erg duur. Met kunstmatige intelligentie kunnen we gewone goedkope camera’s gebruiken en deze ‘slim’ maken. We kunnen brand net zo snel detecteren als de technologie ons vandaag toestaat”. Het systeem bestaat uit optische en thermische camera’s, evenals spectrometrische apparatuur die de chemische samenstelling van stoffen kan bepalen. Deze informatie wordt vervolgens ingevoerd in de Watson-supercomputer van IBM, die is getraind om onderscheid te maken tussen niet-brandsituaties – zoals een stofwolk of een zwerm insecten – en een rookpluim die snel in een dodelijke brand kan veranderen.
Naast bosbranden detecteren kan het systeem ook voorspellen hoe een brand zich mogelijk zal verspreiden. Dit doet het door factoren als terrein, vegetatie, windsnelheid en vochtigheid te evalueren. “We maken gebruik van IBM-technologie om onze algoritmen te helpen bepalen hoe de brand zich over het terrein zal verspreiden. Onze technologie kan dus de meest effectieve eerste bestrijdingsmaatregelen aanbevelen. Het geeft die gegevens aan de besluitvormers over hoe het vuur het beste kan worden aangepakt”, voegt Correia toe.
Amerikaanse overheidsinstanties zetten drones in om vuur met vuur te bestrijden
Vuur met vuur bestrijden – dat klinkt misschien tegenstrijdig, maar luchtontsteking met helikopters en vliegtuigen is al geruime tijd een belangrijk onderdeel van brandbestrijding in de Verenigde Staten. Als dit op de juiste manier gebeurt, kan een gecontroleerde verbranding – het verbranden van overwoekerde bossen en graslanden – de verspreiding van bosbranden beperken. Wel is de uitdaging met dit soort missies dat er op zeer lage hoogte gevlogen moet worden, wat zelfs voor een ervaren piloot gevaarlijk kan zijn. Nu willen verschillende Amerikaanse overheidsinstanties, zoals het ministerie van Binnenlandse Zaken en de Forest Service, drones voor dit soort missies gaan inzetten.
Het ministerie van Binnenlandse Zaken heeft bijvoorbeeld onlangs het Ignis-systeem geïntroduceerd, een dronesysteem van het bedrijf Drone Amplified dat is uitgerust met zelfontbrandende plastic bollen die gevuld zijn met kaliumpermanganaat. Vlak voor het droppen van deze bollen worden ze geïnjecteerd met glycol. Dit reageert met het kaliumpermanganaat waardoor de bollen binnen 30 seconden ontbranden en waardoor ze voldoende tijd hebben om de grond te bereiken. Een enkele drone kan bijna 6 kilo aan bollen vervoeren. Het ministerie van Binnenlandse Zaken heeft tot nu toe acht Ignis-systemen gekocht, die al in gebruik zijn genomen in Arizona, Californië, Nebraska en Oregon, en is van plan om er in de toekomst nog eens twintig te kopen, mits de systemen naar verwachting werken.
“Naarmate het systeem wordt geperfectioneerd zullen we er de komende jaren behoorlijk wat aantallen bijkopen”, zegt Brad Koeckeritz van de Office of Aviation Services van Binnenlandse Zaken. Niet alleen is er met ingebruikname van deze drones veel minder risico voor menselijke piloten, het Ignis-systeem kan ook in donkere en rokerige omstandigheden zijn weg vinden en biedt de bestuurder op afstand meer controle over de brand. Met de drone kun je de bollen zeer nauwkeurig op specifieke plekken droppen. En mocht het radio- of GPS-signaal tijdens de missie onverhoopt uitvallen, dan keren de voorgeprogrammeerde drones automatisch terug naar hun oorspronkelijke startpunt.
California Forest Observatory gebruikt satellieten en KI om het risico op bosbranden te monitoren
Californië is een regio die bijzonder gevoelig is voor bosbranden. Naar schatting is zelfs meer dan de helft van het Californische bosgebied een hoog risicogebied. Wat de situatie nog verder verslechtert is het feit dat de huidige risicokaarten die door het California Department of Forestry and Fire Protection (CalFire) worden gebruikt verouderd zijn en geen belangrijke weergegevens bevatten. Nu heeft het conserveringstechnologiebedrijf Salo onlangs de krachten gebundeld met Vibrant Planet en Planet Labs om de California Forest Observatory (CFO) te ontwikkelen, een open platform met een zeer gedetailleerde kaart van de bosstructuur van de hele staat. Het platform beschikt over een geavanceerde KI-engine die satellietbeelden met hoge resolutie combineert met data over het weer, het klimaat, de bevolking en de infrastructuur, evenals moderne bosbrandmodellen. Met deze gegevens wordt een real-time, dynamische kaart gegenereerd van de bosbrandrisico’s in de staat Californië.
“Omdat het overgrote deel van de bossen in Californië hoge risicogebieden zijn, komt de Observatory nu als geroepen”, zegt Helge Eng, adjunct-directeur resource management van CalFire. “De data en technologieën die momenteel beschikbaar zijn kunnen ons helpen risico’s beter in te schatten, te begrijpen en te beperken. Ook kunnen we hiermee onze acties coördineren, levens redden en materiële schade beperken of voorkomen”. Naast gebruik als een instrument bij het monitoren van bossen – wat het primaire doel zal zijn – zou de Observatory ook ideaal zijn voor gebruik door noodhulpdiensten of bij risicobeheer en verzekeringen, in de landbouw of bij wetenschappelijk onderzoek. De satellietbeelden worden dagelijks bijgewerkt en frequent overleg met hulpdiensten en experts in landbeheer, bosecologie, bosbranden, meteorologie, hydrologie, natuurbiologie en cartografie zorgt ervoor dat het platform steeds optimaal zal functioneren. “De snelheid van actie wordt altijd beperkt door de snelheid van informatie”, zegt Andrew Zolli, de vice-president van Global Impact Initiatives bij Planet Labs. “Door een veel dynamischer, bijna real-time beeld van de bossen in Californië te creëren, hopen we veel actoren in staat te stellen sneller en effectiever in actie te komen”.
Kan technologie oplossingen bieden voor het groeiende probleem van bosbranden?
Extreme weersomstandigheden, zoals hittegolven, bosbranden, droogten en orkanen zijn altijd een natuurlijk onderdeel geweest van het menselijk bestaan op aarde. Deze zijn de laatste jaren echter aanzienlijk in frequentie en hevigheid toegenomen, voornamelijk als gevolg van klimaatverandering. Vooral bosbranden worden steeds destructiever, waardoor onze huidige methoden voor brandbestrijding en -preventie al lang niet meer toereikend zijn. Technologie gaat hierin dan ook een steeds prominentere rol spelen. Denk aan KI-systemen die beginnende bosbranden automatisch detecteren, satellieten die risicogebieden in real time volgen en drones die vuur met vuur bestrijden.
Dankzij deze innovatieve oplossingen hebben we nu meer mogelijkheden om bosbrandrisico’s niet alleen op de voet te volgen, maar ook om te voorspellen hoe een brand zich mogelijk zou kunnen verspreiden. Bovendien kunnen we deze branden in de toekomst met dronetech effectiever bestrijden, zodat meer levens gered kunnen worden en materiële schade zoveel mogelijk beperkt of voorkomen kan worden.
