Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Stefan Peters chủ nhiệm đã phát triển một phương pháp phát hiện cháy rừng sử dụng công nghệ vũ trụ và trí tuệ nhân tạo (AI), giúp cải thiện tốc độ phát hiện nhanh hơn 500 lần so với các phương pháp truyền thống.
Phương pháp mới của nhóm sử dụng thuật toán AI tiên tiến để xử lý và nén ảnh viễn thám siêu phổ từ vệ tinh CubeSat đang quay quanh Trái đất. Hệ thống này có khả năng quét nhanh các khu vực rộng lớn và phát hiện dấu hiệu sớm của cháy rừng từ không gian vũ trụ.
Hình ảnh tiểu vệ tinh CubeSat (Ảnh: iStock)
Tiến sĩ Peters giải thích: “Chúng tôi không chỉ sử dụng thuật toán mà còn kết hợp tiểu vệ tinh CubeSat, xử lý hình ảnh AI trên tàu và việc truyền tải dữ liệu thông minh.”
Thông thường, có thể mất đến sáu giờ từ khi vệ tinh chụp được hình ảnh cháy rừng đến khi thông tin được chuyển đến các đội cứu hộ. Phương pháp mới sử dụng CubeSat—các tiểu vệ tinh có kích thước tương đương hộp đựng giày—với cảm biến phức tạp và khả năng xử lý tích hợp, giúp rút ngắn quá trình này đáng kể.
Phát hiện cháy nhanh gấp 500 lần
Peters và nhóm của ông đang phát triển hệ thống sử dụng vệ tinh khối đầu tiên của Nam Úc, có tên Kanyini.
Hệ thống của nhóm liên tục chụp các hình ảnh viễn thám siêu phổ của Australia để phát hiện dấu hiệu sớm nhất của cháy rừng. Sau đó, mô hình AI của hệ thống sẽ phân tích nhanh các hình ảnh, chú ý đến các đám khói, cho phép phát hiện thời gian thực nhanh chóng. Trái ngược với các vệ tinh quan sát trái đất truyền thống, hệ thống của nhóm có thể phân tích hình ảnh phức tạp trong thời gian thực.
Theo nhóm nghiên cứu, mô hình AI của họ đã giảm khối lượng dữ liệu truyền tải xuống chỉ còn 16% so với kích thước ban đầu. Điều này giúp hoạt động hiệu quả hơn và giảm tiêu thụ năng lượng tới 69%. Quan trọng nhất, nó phát hiện khói cháy nhanh hơn 500 lần so với xử lý truyền thống trên mặt đất.
Nhóm đã thử nghiệm mô hình AI của họ với hình ảnh vệ tinh từ các vụ cháy rừng gần đây ở Australia. Sử dụng công nghệ máy học, họ đã huấn luyện AI để phát hiện khói trong hình ảnh. Các phát hiện của nhóm đã được công bố trong một bài báo mới trên Tạp chí IEEE.
Tính hiệu quả về chi phí của CubeSat và sự tiếp cận không gian vũ trụ ngày càng được cải thiện nhờ các công ty như SpaceX đã mở ra nhiều khả năng mới. CubeSat có chi phí thấp hơn nhiều so với các vệ tinh truyền thống nhờ kích thước và trọng lượng nhỏ hơn. Một CubeSat có thể nhỏ như hộp đựng giày hoặc máy nướng bánh và nặng từ 3 đến 30 kg.
Công nghệ AI của nhóm cũng có thể áp dụng cho các thảm họa khác như lũ lụt, thiệt hại động đất và lở đất. Nhóm đang hợp tác với công ty khởi nghiệp Esper để xây dựng hệ thống này, và vệ tinh Kanyini dự kiến sẽ bay trên tàu sứ mệnh Transporter-11 của SpaceX. Khi được phóng, Kanyini có thể mở ra một kỷ nguyên mới trong phát hiện cháy nhanh, giúp bảo vệ rừng hiệu quả hơn.
