Droonit ja tekoäly avuksi metsäpalojen valvontaan ja torjuntaan

Blogit
Jukka Sassi

VTT on mukana Suomen Akatemian rahoittamassa FireMan-projektissa, jossa tutkitaan näköalueen ulkopuolista lentämistä ja drooniparvia, tiedonsiirtoa ja reaaliaikaisen tilannetietoisuuden tuottamista metsäpalotilanteessa kaukokartoituksen avulla. Lisäksi projektissa kehitetään DigitalTwin-pohjainen päätöksentukijärjestelmä metsäpalojen hallintaan.

FireMan-projektin tavoitteena on etsiä ratkaisuja siihen, miten uusia ja käänteentekeviä miehittämättömiä UAS (Unmanned Aerial System) -järjestelmiä voidaan hyödyntää maastopalojen nopeassa, kustannustehokkaassa ja vähäpäästöisessä havainnoinnissa. UAS-ratkaisut palvelevat hyvin myös tilannekuvan muodostamisessa ja palopäälliköiden päätöksenteon tukena. Niiden avulla voidaan tarjota viranomaisille aiempaa paremmat mahdollisuudet muodostaa tilannekuva ja samalla keventää heidän työtaakkaansa automatisoimalla rutiinitehtäviä.

Drooniparvien ja tekoälyn hyödyntäminen paremman tilannekuvan luomisessa

Tulevaisuudessa droonit pystyvät mittaamaan parvimuodostelmassa lämmönlähdettä infrapunalämpökameroidensa avulla. Vaihtamalla sijaintitietojaan keskenään ne voivat muodostaa palon ympärille seurantavyöhykkeen, joka muuttaa muotoaan palon edetessä. Myötätuulessa droonit pysyttelevät etäämmällä palosta, minkä vuoksi ne järjestäytyvät soikion muotoon ympyräkehän sijasta varmistaakseen, että laitteet lentävät turvallisen välimatkan päässä liekeistä. Parvijärjestelmän toiminta mukautuu käytössä olevien droonien määrään.

On tärkeää, että parvi toimii ilman käyttäjänsä jatkuvaa tarkkaa ohjausta. Palojen tunnistamisessa hyödynnetään erilaisia optisia anturiteknologioita: yleensä käytetään visuaalisia kameroita ja infrapunalämpökameroita, mutta myös moni- ja hyperspektrikamerat voivat tulla kyseeseen. Pienoiskamerat voivat lisäksi olla tulevaisuudessa vaihtoehtona.

VTT:n tutkimusprofessori Fabrice Saffren kehittämällä parviälymallilla voidaan simuloida metsän maastopaloa sekä havainnollistaa, mitä tapahtuu, kun droonit alkavat tarkkailla sitä; ne tarkkailevat leviävää paloa niin hyvin kuin voivat ja pysyttelevät turvallisen etäisyyden päässä. Simulaation avulla voidaan mallintaa, miten drooniparvia voidaan hyödyntää tulevaisuudessa maastopalotilanteissa niin Suomessa kuin muuallakin maailmassa. FireMan-projektissa kehitteillä olevaa puoliautonomista järjestelmää kokeillaan Suomessa vuonna 2024.

Kulotuskokeen havainnointi drooneilla

VTT osallistui yhdessä Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus FGI:n kanssa Metsähallituksen kulotuskokeen havainnointiin droonien avulla Heinolan Paistjärvellä 28.6.2022. Kulotetun alueen pinta-ala oli noin 8,5 hehtaaria. Kulotus toteutettiin Metsähallituksen Luontopalvelujen ja Metsähallitus Metsätalous Oy:n yhteistyönä. Kulotus oli osa valtakunnallista Helmi-elinympäristöohjelmaa, joka turvaa Suomen luonnon monimuotoisuutta.

Kulotuksen havainnointi ilmasta toteutettiin kolmella eri droonilla: DJI M210:lla, johon oli kiinnitettynä lämpökamera; DJI M300:lla, johon oli asennettu näkyvän aaltoalueen kamera ja LiDAR-anturi; sekä DJI Mini 2, jolla kuvattiin kulotustapahtumaa. VTT:n drone-pilotteina toimivat Vasilii Semkin ja Jarkko Saarinen.

Videon kuvaus ja editointi: Vasilii Semkin, VTT
Valokuvat: Jukka Sassi, VTT

Jaa
Hannu Karvonen
Hannu Karvonen
Fabrice Saffre
Fabrice Saffre

Sähköautot ja kaupunkipyöräily ovat kasvattaneet suosiotaan viime vuosina. Uusia innovaatiota syntyy kiihtyvää tahtia, ja teknologia mahdollistaa mitä mullistavimpia ratkaisuja.