Ny sensorplatform installeret på kontrolleret afbrændingssted, kunne hjælpe med at forhindre skovbrande

Multichannel sensing kan hjælpe i nødstilfælde.

Smokey Bear har masser af gode tips til at forhindre skovbrande. Men hvordan stopper man en, der er startet, før den kommer ud af kontrol? Svaret ligger måske i at parre multikanalssensing med avancerede computerteknologier leveret af en ny platform kaldet Sage.

Sage tilbyder en unik kombination. Denne kombination involverer både flere typer sensorer med databehandling "på kanten" såvel som indlejrede maskinlæringsalgoritmer, der gør det muligt for forskere at behandle de enorme mængder data, der genereres i felten uden at skulle overføre det hele tilbage til laboratoriet. Databehandling "på kanten" betyder, at data behandles, hvor de er indsamlet, i marken, mens maskinlæringsalgoritmer er computerprogrammer, der træner sig selv i at genkende mønstre.

Forskere, der bruger Sage, afsluttede for nylig en demonstration, da de med succes overvågede en foreskrevet kontrolleret forbrænding - hvor et stykke jord omhyggeligt brændes som en del af miljøforvaltningen - af en del af Konza-talgræsprærien i Kansas. Den avancerede cyberinfrastruktur, der er indsat i Sage, og som muliggør detektering, overvågning og analyse af det brændte område på stedet, kunne tilbyde videnskabsmænd og embedsmænd i naturressourcer muligheden for at komme foran skovbrande med hurtigt analyserede, multi-instrumenterede data.

"Når det kommer til skovbrande, er tid absolut af essensen," sagde Argonne beregningsforsker og NAISE Fellow Rajesh (Raj) Sankaran. "Ofte er der ikke tid til at flytte data fra marken – hvor højhastighedsforbindelse kan være et problem – til laboratoriet. Med Sage får vi den relevante information, vi har brug for, når vi har brug for den."

Den kontrollerede forbrænding i Konza-prærien gav forskerne en stor samling af data - næsten 60 dvd'er værd - fuld af information om udviklingen af ​​røg og ild. Disse data kan bruges til at uddanne en maskinlæringsalgoritme, der kan foretage yderligere bestemmelse af adfærden af ​​andre brande i realtid.

Efter succesen med Sage-netværket i Kansas, eksisterer der fremtidige planer for, at netværket skal implementeres i Californien, Colorado, Illinois og Texas som en del af et netværk ledet af National Ecological Observatory Network (NEON). Til sidst håber forskerne at etablere et kontinentspændende netværk af smarte sensorer, der kunne anvende Sage-teknologi. "NEON er ved at udvikle en mobil implementeringsplatform, der kan komplementere landbaserede og akvatiske steder over hele landet," sagde Sankaran. "Sage kan spille en støttende rolle i mange forskellige miljøer i hele USA."

Teknologisk er Sage afhængig af en open source trådløs sensorplatform kaldet Waggle, udviklet og finansieret af Argonne. Waggle udnytter ny teknologi inden for processorer, sensorer og cloud computing med lav effekt til at bygge kraftfulde og pålidelige sensornoder, der aktivt kan analysere og reagere på data. "I bund og grund er Waggle den base, som Sage bruger," sagde Argonne-computerforsker og NAISE-meddirektør Pete Beckman, som var med til at pionere Waggle og Sage. "Det er dybest set, som om Waggle er en mobiltelefon, og Sage er det netværk, som telefonen bruger til at kommunikere plus de apps, der kører på den."

Ifølge Beckman forfølger holdet også et yderligere forskningspartnerskab med en forsker ved University of Oregon, som arbejder sammen med Federal Emergency Management Agency for at konstruere en række overvågningsstationer i Pacific Northwest. Beckman håber, at disse overvågningsstationer ved at inkludere Sage kan få tilføjet funktionalitet til at komme foran skovbrande og andre naturkatastrofer ved at overvåge miljøet. + Udforsk yderligere

Brande medfører forbud mod jagt efter ryper i en del af Nevada