Metsäpalojen torjuntaan luvassa mullistavaa tekniikkaa – parvi drooneja voi sysätä perinteiset palolennot historiaan
Suomalaistutkijoiden ryhmä valjastaa drooniparvet metsäpalojen havaitsemiseen ja sammutuksen avuksi. Perinteiset palolennot voivat käydä tulevaisuudessa tarpeettomiksi.
Tekoälyn ohjaama drooniparvi voi tulevaisuudessa hälyttää metsäpalosta jo aikaisessa vaiheessa. Palon aikana droonit välittävät tietoa palon etenemisestä ja antavat ennusteen leviämisestä seuraavan tunnin aikana.
Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus FGI:n, Jyväskylän yliopiston, Oulun yliopiston ja VTT:n tutkijoiden muodostama FireMan-yhteishanke on mullistamassa metsäpalojen ennaltaehkäisyn ja sammutuksen.
Metsäpaloissa on kyse maailmanlaajuisesta ongelmasta. Viime vuonna pelkästään Euroopassa paloi metsää puolisen miljoonaa hehtaaria.
”Metsäpalot lisääntyvät edelleen, kun ilmasto kuumenee ja luonto on kuiva. Se on valitettavasti tulevaisuudessa suuri ongelma”, kertoo hanketta johtava professori Eija Honkavaara Maanmittauslaitoksesta.
Suomen Akatemian rahoittama hanke toteutetaan vuosina 2022–2024. Drooneja on testattu jo tänä keväänä kulotusten yhteydessä.
Paikkatiedot avainasemassa
Suomalaistutkimuksen maailmanluokan innovaatioihin kuuluu droonien hyödyntäminen parvissa. Tutkimuksessa selvitetään, miten parvea ohjataan keräämään tietoa palotilanteessa.
Parven pitää pystyä valvomaan laajoja metsäalueita ja tarvittaessa reagoimaan ja toimimaan itsenäisesti palotilanteissa.
Lentoseurojen metsäpalovaaran aikana tekemät tähystyslennot pystytään tulevaisuudessa korvaamaan vähäpäästöisellä droonipohjaisella toiminnalla, kunhan tekniikasta saadaan kustannustehokasta ja turvallista.
Drooneihin kehitetään algoritmeja, jota tunnistavat savun ja palon jo aikaisessa vaiheessa.
”Lentoseurojen metsäpalovaaran aikana tekemät tähystyslennot pystytään tulevaisuudessa korvaamaan vähäpäästöisellä droonipohjaisella toiminnalla, kunhan tekniikasta saadaan kustannustehokasta ja turvallista. Drooneilla lentoja pystyttäisiin myös tekemään useammin, jolloin palonalut löydetään aikaisessa vaiheessa”, Honkavaara sanoo.
Honkavaaran mukaan satelliitit kykenevät välittämän tietoa käynnissä olevista metsäpaloista jo nyt, mutta droonit tekevät työn tarkemmin ja monipuolisemmin.
Jopa puuston kuivuus selviää
Jos metsäpalo syttyy, drooniparven avulla voidaan mallintaa metsäpalon eteneminen huomioimalla esimerkiksi puusto, maaston muodot, kasvillisuus ja tuulen suunta. Ennustemalleja käytetään opettamaan tekoälyä, joka arvioi palon etenemistä reaaliaikaisesti kerätystä kaukokartoitusaineistosta.
”Kaukokartoitusmenetelmillä saadaan selville, mitä puulajeja alueella on ja mikä niiden tila on. Pystymme arvioimaan jopa puuston kuivuutta ja syttyvyyttä” Honkavaara sanoo.
Tekoäly tulkitsee paloa
Droonit antavat arvokasta tietoa metsäpalon etenemisestä ja voimasta.
”Automaattisilla tekoälypohjaisilla menetelmillä pystyään seuraamaan palon kärkeä ja palotilanteen eri parametrejä, kuten liekkien korkeuksia,” Honkavaara kertoo.
Automaattisilla tekoälypohjaisilla menetelmillä pystyään seuraamaan palon kärkeä ja palotilanteen eri parametrejä, kuten liekkien korkeuksia.
”Kulkeeko palo maanpinnassa vai onko se latvuspalo, joka leviää räjähdysmäisen nopeasti? Paloalueelta voi lentää palavia kappaleita lähialueille ja uusia palopesäkkeitä voi syntyä. Myös näiden havaitsemiseen droonit ovat hyvä työkalu”, hän jatkaa.
Simulaation avulla voidaan myös suunnitella tehokkaasti torjuntatoimia, esimerkiksi mihin kannattaa tehdä paloesteitä.
Kaukokartoitusaineistoon kuuluvat tavalliset värikuvat ja lämpökuvat, joista näkee, missä on kuumaa. Kehitteillä on myös ihmissilmän kyvyt ylittävää, savun läpi näkevää sensoritekniikkaa.
Savun eteneminen seurattavissa
Reaaliaikainen metsäpalotieto palvelee myös pelastajia.
”Tieto palon etenemisestä voidaan jakaa pelastushenkilökunnalle. Samaan paikkatieto- eli tilannekuvajärjestelmään on mahdollista saada kentällä olevien henkilöiden sijaintitiedot. On iso merkitys turvallisuudelle, kun pystyään seuraamaan, minne palo ja savu etenevät”, Honkavaara sanoo.
On iso merkitys turvallisuudelle, kun pystyään seuraamaan, minne palo ja savu etenevät.
Hanke tähtää ihmisen ja autonomisten järjestelmien yhteistoimintaan. Honkavaaran mukaan ryhmän yksi tutkimuskysymys on, miten drooniparven tuottamaa tietoa hyödynnetään palo- ja pelastustehtävissä käytännön tasolla.
”Yksi mahdollinen toimintamalli on, että tieto menisi pelastuskeskukseen ja sitä kautta saadaan jaettua oleellista tietoa palopaikalle. En osaa sanoa, mikä on paras vaihtoehto. Se on tutkittava asia”, Honkavaara sanoo.
Samalla mietitään tulevaisuuden ilmailua.
”Paloalueelle lentää myös miehitettyjä helikoptereita. Tärkeä kysymys on, miten ilmatilaa jaetaan turvallisesti eri toimijoille, kun dronet ja helikopterit pörräävät”, Honkavaara kertoo.
Korkeusmallit ja metsätieto käytössä
Hankkeessa tutkitaan 5G- ja 6G -tekniikoiden käyttöä tiedonsiirrossa. Honkavaaran mukaan hankkeessa hyödynnetään ainakin Maanmittauslaitoksen korkeusmalleja ja maastotietoja, Metsäkeskuksen metsätietodataa sekä Ilmatieteenlaitoksen säädataa.
Honkavaaran mukaan tekniikka on skaalattavissa eli levitettävissä myös Suomen ulkopuolelle.
”Suomi on hyvä ympäristö tutkia asioita, koska meillä on edistyksellistä dataa, mutta samanlaisia aineistoja tulee myös muualle maailmaan”, hän sanoo.
Onko Puolustusvoimat halukas hyödyntämään drooniparvia?
”Puolustusvoimat voi hyödyntää drooneja monin tavoin. Esimerkiksi Ukrainan sodassa droonit ovat olleet tärkeä väline”, Honkavaara sanoo.
