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2019-06-07 22:13栏目:澳门新葡亰手机版登录网址

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3 月 30 日,在四川凉山那场森林大火中,27 名森林消防队员和 3 名地方干部群众牺牲,除了致敬和感动,我们还应该反思怎么能避免这样的牺牲,比如通过科技手段让消防队员更加高效而安全地进行救援。

希望发达的科技,为无数消防员和扑救山火兄弟们保驾护航。

新智元报道

在山火更为频繁的美国,就已经开始将人工智能应用到森林火灾的预测和救援中了。

天下网商记者 王安忆 黄天然

来源:extremetech等

据大自然保护协会的森林生态和消防主管 Edward Smith 介绍,他们正在加利福尼亚州和内华达州交界的山脉上测试一项人工智能计划,旨在用算法评估森林树木的稀疏程度是否足以防止山火蔓延。

2019年4月4日,四川凉山木里牺牲救火英雄的追悼仪式在西昌火把广场举行。市民们手捧菊花身着黑衣,悼念在这场火灾中逝去的生命。

编辑:金磊、大明、张乾

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这几天的我们,一直在被这条令人痛心的消息刷屏:四川木里立尔村的森林火灾中,30名扑火队员不幸殉职,其中27 名为凉山州森林消防支队的兄弟,3名干部群众,2位00后,24位90后和1位80后。

心痛!今晨巴黎突发的一场大火,让全世界为巴黎圣母院哭泣。而随着科技的不断发展,AI在面对突发的大火、面对巴黎圣母院的重建又能做什么呢?

▲图片来自:Fast Company

扑救山火中突变的风向引发林火燃爆,窒息的浓烟滚滚而来,瞬间吞噬了在火场中年轻的救援队员们。

今晨,一则消息“火”遍了全球——巴黎圣母院出大事了!一场突如其来的大火让这座850多年的世界瑰宝付之一炬。

因为森林面积巨大,过去需要依赖成本高昂的飞机在森林上空来评估,准确度有限,而 AI 程序能通过高分辨率的卫星图像进行实时监测,Edward Smith 表示:

而今,消防员在已经成为了“和平年代里牺牲最多的职业”,他们在危急时刻的“最美逆行”令人动容,而在感动之外,我们能否有更好的科技手段,在山火爆燃的时刻保护他们的生命,通过AI、无人机和卫星通信等技术避险与救援,让牺牲的可能性降到最低?

澳门新葡亰手机版登录网址 5根据法国媒体报道,大火起始于楼顶,火势蔓延迅猛,熊熊火焰从教堂两座钟楼“喷射”而出。巴黎圣母院主题结构没有被毁。" style="width:60%;margin:1rem auto">

AI 还不能替代人类做出决定,但却可以帮我们在面对更大的区域时作出更好的决策,大大降低山火的威胁。

森林火险的“救援之鲲”

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NASA 的计算机工程师 James MacKinnon 也在测试一个基于机器学习的神经网络,同样能借助卫星拍摄的照片的监测山火,据称准确率高达 98%,他的目标是将山火预警时间降到 1 小时甚至更短。

世界上森林覆盖率高的国家每年都不可避免山火险情,2018年11月美国加州大火轰动世界,曾造成“85人死亡,249人失踪,1.9万栋房屋被毁,30万人大撤离”的现代历史惨剧。一场山火,是难倒世界的命题。

{"type":1,"value":"作为巴黎的灵魂,圣母院850年的历史寄托当地人的精神和信仰,也是欧洲和世界宗教史上的代表性建筑,圣母院烧毁也让塞纳河畔的民众为之哭泣,巴黎为之哭泣,世界为之哭泣。

而旧金山一家科技公司 Salo Sciences 开发了一款人工智能软件,通过分析树木的生长状况指出山火易发的区域,这款产品已经在加利福尼亚州测试,并计划推广到更多地区。

为扑灭凶残的大火,减少救援人力,世界各国都为研发扑救山火的直升机不遗余力。加拿大政府专门为森林防火开发了一种两栖飞机CL-215/415。其中CL415绰号“超级水瓢子”,被称为“应对森林火灾最有效的工具”。它具有一个四室、四门水箱系统,可容纳6137升水/泡沫混合物。低空掠过任何水面时能迅速将水充满水箱,如果从水源地到火场的距离为11千米,它能在一小时内完成9次投放,向火场投放55吨以上的水。

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澳门新葡亰手机版登录网址 9加拿大两栖飞机CL-415低空取水" style="width:60%;margin:1rem auto">

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目前越来越多的科研机构和创业公司进入到这一领域,这项技术虽然无法完全避免山火发生,但却能通过 AI 确定火灾位置和蔓延路径,降低山火中当地居民和消防队员的伤亡程度。

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然而,轰动世界的又岂止这一次失火事件。

曾有 26 年消防员经验的加州官员 Jim Crawford 就曾表示,消防机构往往在接到报警电话后才知道火情,不过却不知道山火到底烧了多长时间,也不清楚起火原因,这一定程度上加大了参与救援的消防员的风险。

{"type":1,"value":"美国《国家利益》网站分析,从灭火而言消防飞机越大、携带水量越多,效果越好。美国目前也保留有由波音747改装的消防飞机,它可以运载80吨水进行作业,曾在2010年扑灭以色列卡梅尔山火发挥过关键作用。

2018年11月,加州森林大火蔓延了数十万英亩,当地居民被迫疏散,迅速蔓延的火势已致数十人死亡,超过300人下落不明。

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在此次四川凉山的火灾救援中同样投入了直升机。据新京报消息,火场平均海拔4000米,多个火点位于悬崖峭壁上,过火面积达15公顷。南方航空护林总站已有2架卡-32直升机和1架号称“世界最大直升机”的米-26直升机投入凉山火场开展吊桶洒水灭火作业。截至2日15时,共出动5架直升机,执飞14架次,洒水65吨,最终将火情得到控制。

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▲图片来自:The Economist

澳门新葡亰手机版登录网址 14中国研制水陆两栖飞机“鲲龙”AG-600取水画面" style="width:60%;margin:1rem auto">

犹如人间炼狱般的森林大火

不过这项技术还不成熟,加州大学戴维斯分校遥感专家 Alex Koltunov 指出,用算法监测山火还存在不少问题,比如一些户外烧烤有时也会被识别为火灾。

{"type":1,"value":"目前,中国正在研制全球最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG-600,它能携带12吨水在水源地与火场之间往返灭火,如古代神话中的鲲化而为鹏,成为救援火险的利器。

野火已经烧毁了上万座建筑物,成为该州现代历史上毁灭性最强、规模最大的火灾。

无论如何,这类技术都有着积极的意义,随着 AI 技术不断完善,未来消防员或许真的可以不用再冒着未知的风险冲进火场了,「最美逆行」固然令人动容,但如果可以还是少一些吧。

卫星数据和超算AI:发现山火的“天眼”

2019年3月30日,四川省凉山州木里县境内发生森林火灾,27 名森林消防指战员和 3 名地方扑火人员因此遇难。

题图来自:the daily beast

除了直升机,在山火发现后第一时间采取措施,还有赖于更高端的技术。

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山火救援难度在于对于全局火情无法实时预测和掌控,因此早期监测是关键。消防机构大多发现的火灾是通过接到119火警电话才得知,而这场大火到底燃烧了多长时间,如何蔓延的路径趋势却难以把控。

奋力灭火的就救灾人员

为实现最快速度地发现预报森林火警,美国国家航空航天局启用两颗卫星每天扫描全球一次,通过超级计算机处理卫星图像向地球传输数据。

接踵而至的失火事件,无情的剥夺了一个又一个宝贵的生命,一件又一件人类的文明珍宝。

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在巴黎圣母院失火后,法国总统马克龙宣布重建。

NASA运用卫星拍摄到的山火画面

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NASA计算机工程师詹姆斯·麦金农(James MacKinnon)表示,目前已经将一种算法加载在卫星上运行,并能够几分钟内发现山火。麦金农在超级计算机加入了火情视觉识别的卷积神经网络。他对该系统进行了为期一年的全球卫星图像训练,并创建了一个识别火灾准确率高达98%的系统。

古驰母公司老板、法国奢侈品巨头开云集团董事长兼CEO弗朗索瓦-亨利·皮诺发表声明称,其家族将捐款1亿欧元用于修复巴黎圣母院。皮诺家族曾在2009年佳士得拍卖中拍下圆明园流失文物12生肖兽首中的鼠首和兔首,并于2013年将它们归还中国。

在未来,加载了人工智能系统的小型卫星可以提供与地球建立更频繁数据通信,向地面上的应急人员发送近乎实时的情报。

在科技日益发达的现代,AI技术能为预防/消除火灾、灾后重建带来什么呢?新智元梳理了从灾情模拟、卫星定位、灾情汇总以及数字重生等几个比较重要的领域,希望能让AI在减灾重建中发挥部分作用。

而在山火扑救的过程中,消防人员近距离侦查火情利用的是消防无人机。消防无人机获取的高清影像数据,数据经过软件处理后,指挥中心可直接通过AI技术三维重建影像,并量算火场和受灾面积等信息。

数字重建:让巴黎圣母院永生

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重建损毁严重的巴黎圣母院已经被法国总统提上了议程。

此外,配备高分辨率红外热成像云台、irgd数字测温的无人机,可穿透火灾现场的浓烟,通过红外热像图迅速定位着火点,为政府和决策机构提供实时监控,协助地面指挥部署提供精准数据信息。

而就在去年11月去世的瓦萨大学(Vassar College)艺术学院副教授Andrew Tallon,在其生前便完成了对巴黎圣母院的扫描工作,各个角度的建筑全景、3D和细节图片。大火过后,消逝的巴黎圣母院将在数字世界里永存。

AI分析地图:为火灾预测寻找线索

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为了从源头阻止和预防火灾发生,AI分析地图能起到更大的预判能力,同时也需要更多类型的地面数据。加利福尼亚州的两名计算机专业的学生桑贾纳和阿迪亚(Sanjana Shah & Aditya Shah)正在开发一种工具,可以精确定位容易发生野火的干燥森林地区。

Andrew Tallon在实地考察

通常统计测量落下的树枝和树叶覆盖的生物量,是一项复杂费事的工作,需要对该地区实地考察。而他们使用谷歌TensorFlow传感器和机器学习工具,运用算法建立“智能野火感器”,用照片捕获树枝和树叶量,综合评估一个地区的生物量、水分含量来确定火灾发生的可能性。

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Sanjana Shah & Aditya Shah(图片来自YouTube)

更多图片请至如下链接观看:

与这样的开发思路类似,越来越多的科研机构和创业公司进入到这一领域。旧金山一家科技公司Salo Sciences开发了一款人工智能软件,通过分析树木的生长状况指出山火易发的区域,这款产品已经在加利福尼亚州测试,并计划推广到更多地区。

旧金山的SilviaTerra公司在微软人工智能地球项目的资助下,想用它的地图来对抗野火。SilviaTerra最初的客户是木材公司,因此对美国大陆上的森林组成拥有丰富的数据资源,目前公司已经运用卫星图像,做到对全域树木列表以15×15米的面积精细化分析。联合创始人马克斯·诺瓦说,在此之前政府并没有很多关于森林和土地构成的数据,就无从发现火灾隐患,地图可以帮助规划人员,找出需要进行干预降低火灾风险的区域。

用于三维存档的技术叫做三维激光扫描/激光雷达,可以精确地、快速地(每秒测量数十万个点)获取建筑的三维几何信息。获得的数据被称为激光扫描数据或点云数据。

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由SilviaTerra公司提供野火风险地图,蓝色意味着较低的野火着火风险,红色意味着较高的风险

激光扫描得到的点云数据建立了巴黎圣母院的虚拟模型

除此之外,科学家还在尝试研究开发可以扑救野火的机器人、物联网技术计算火险情况等减少消防员救援危险。人工智能早期预警判断、远程技术和大数据的连接,正在让预防森林大火成为一种更加主动的工作。

他在2014 - 2015年的工作发现,国王画廊(Gallery of Kings)几乎已经从铅锤中移出了一英尺,并且大教堂的这个区域可能在工作开始之前的十年内保持不变,让土壤有时间沉淀。 他的作品还表明,巴黎圣母院的内部柱子并没有完美对齐。

随着科技的不断完善,未来消防队员也许真的不用冒着未知风险冲进火场。希望发达的科技,能拯救生命保护财产,为无数消防员和扑救山火兄弟们保驾护航。

澳门新葡亰手机版登录网址 25虽然Andrew Tallon已经去世,但是希望他生前的工作能够对巴黎圣母院的重建起到一定作用!" style="width:60%;margin:1rem auto">

今日话题

{"type":1,"value":"面对火灾,AI能做些什么?

# 科技保障安全#

早在2016年,NASA位于加州的喷气推进实验室的研究人员就在利用AI助消防员一臂之力。AI能够收集温度、气体和其他危险信号的相关数据,让消防人员更准确地对火场情况进行综合评估,并引导救火队员在执行任务时安全地通过火场。

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由NASA喷气推进实验室和美国国土安全部联合开发的新型AI系统可以对消防活动进行指导,有望提高救火效率,降低人员伤亡

该系统名为AUDREY,通过对火场环境相关数据的推理,提取和理解实现辅助消防的目的。AUDREY利用物联网技术,将众多消防设备和传感器信息实现无线交互。在消防员衣服中的可穿戴传感器可以获取GPS位置信息,其他房间的热量信息、危险化学品和气体成分信息,以及卫星图像等等。

NASA为消防员打造“云端守护天使”

作为基于云的软件,AUDREY不仅可以向现场人员发送数据,还可以学习并预测后续的资源需求。AUDREY就是消防员的“云端守护天使,” AUDREY项目经理Edward Chow说。“由于传感器能够检测到所有数据,可以避免消防队员进入马上会崩溃的房间。”

Chow表示,AI消防的效果与分析和学习的数据量有关。“数据越多,AI提出有用建议的可能性就越大。我们利用复杂的推理来模拟人类的思考方式。这使我们能够为消防员提供比传统AI系统更有用的信息。”

2018年9月19日,AUDREY项目研究人员与当地消防局人员一起对系统进行了模拟火灾现场测试。模拟起火建筑的是由现代可燃物组成的特制小屋,配备了复杂的热电偶传感器,先进的热成像和可视成像设备,甚至是耐热的360°相机。

AI助力,卫星定位森林火灾仅需几分钟

2018年11月美国加州的Camp Fire森林大火共造成85人死亡,249人失踪重大伤亡,18000多栋建筑被毁。一直以来,对森林大火成功预测、及早发现、及早扑救一直是人们努力的目标。

众所周知,预测森林大火是非常困难的,目前,大多数火灾都是通过911报警电话,商业航班或火警了望站报告的。这种效率不一的报告方式让一些森林火灾在起火后长达数小时、甚至数天内还无法发现。

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NASA拍摄的Camp Fire森林大火卫星图像。这场大火共造成85人死亡,249人失踪

目前,围绕地球轨道运行的两颗NASA卫星每天扫描几乎整个地球,并且可以发现火灾的热特征。这个过程需要至少三个小时,在此期间内,卫星需要越过华盛顿特区外的太空飞行中心,向下传输数据,并通过超级计算机运行图像。

不过,NASA的一位工程师James MacKinnon表示,AI神经网络可以让这个过程缩短到几分钟。他使用来自世界各地的时间跨度长达一年卫星图像对系统进行训练,系统对火灾识别的准确率高达98%。

灾后信息汇总:利用社交媒体,30分钟摸清情况

在灾后恢复的信息交流上,社交媒体也发挥着不可替代的作用。灾害响应AI就是一个用于标记并讨论灾后紧急状况和信息的社交开放平台。AIDR使用机器学习对数百万条关于灾难的推文和Facebook帖子进行分类。

紧急救灾人员可以向系统输入要查找的关键字列表来训练系统,例如#Campfire,或“Paradise fire”,或者从中提取社交媒体信息中的地理区域,系统只需30分钟即可了解灾区情况。

为此,Facebook 研究团队就创建了名为“灾害影响指数 的指标,可以衡量某地区自然灾害造成的破坏程度,该指数可用来评估火灾造成的损失程度。

这项研究由 Facebook AI 研究部门的研究员 Saikat Basu、Guan Pang 以及 Crowd AI 公司的机器学习主管 Jigar Doshi 共同完成,目前,这套基于卷积神经网络的评估工具的准确率达到80%以上。

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两位天才中学生利用机器学习打造的“山火预测传感器”

为了预测火灾,AI需要更多类型的实地数据进行训练。加州的两位高中生正在开发一种工具,可以标记容易遭受森林火灾的干燥林区。

一般来说,对树枝、树叶覆盖物的考察和测量是劳动密集型任务,需要对该区域进行实地勘察。使用传感器和谷歌的TensorFlow机器学习工具,Sanjana Shah和AdityaShah制作了名为“智能山火传感器”的装置,来获取附近树枝和树叶的照片,并估算当前区域内的生物指标、水分含量等数据,以确定存在多少潜在的可燃物,推算出发生火灾的可能性。

他们表示,该装置能够预测在100平方米范围内是否会发生火灾。该项目已入选Google的造福人类AI项目,共享2500万美元的资助。

位于旧金山的公司SilviaTerra做得比这两位高中生更全面,该公司绘制了一份地图,将美国大陆上的森林逐块分析。

该公司最初的客户是木材企业,但是在微软的AI for Earth项目的资助下,SilviaTerra也希望用该地图来对抗森林火灾。SilviaTerra联合创始人马克斯·诺瓦表示,这些地图能够自动标出森林火灾发生的高危点,帮助规划人员找出干预的方式和地点。

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加州Paradise及其周围地区发生森林火灾的风险示意图。蓝色表示火灾风险较低,红色表示火灾风险较高。

乌龙插曲:AI混淆巴黎圣母院与911

虽然上述提到了AI对于火灾、对于建筑的重构,都能起到一定的作用。但在此次巴黎圣母院失火事件中,却出现了一个AI乌龙事件:

Youtube算法将“巴黎圣母院失火”与“911”混为一谈。

彭博社(Bloomberg)报道称,周一巴黎圣母院发生火灾后不久,YouTube错误地将现场直播的这起事故认定为911阴谋论视频。在许多有关这场大火的广播节目下面,都是关于9/11恐怖袭击的大英百科全书(Encylopedia Britannica)上的一个文本框。

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软件错误地将巴黎大教堂的烟雾识别为2001年纽约市恐怖袭击的视频片段,导致视频下方显示了大英百科全书的文本框。

YouTube的一位发言人对这一错误发表了评论,他说:“我们对圣母院发生的火灾深感悲痛。这些是通过算法触发的,我们的系统有时会发出错误的调用。我们正在禁用这些面板用于与火灾相关的直播流。”

YouTube的AI似乎还不是非常完美,但你对AI拯救巴黎圣母院有信心吗?

参考文献:

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