فناوری های نوین و تکنولوژی های پیشرفته مبتنی بر هوش مصنوعی در ایمنی و آتش‌نشانی ,

امروزه هوش مصنوعی و ربات ها کاربرد گسترده‌ای را در تمام زمینه های کاری پیدا کرده است و در نتیجه کار انسان را سریع تر و راحت تر کرده است. یکی از مهم ترین زمینه هایی که در حال حاضر هوش مصنوعی و ربات ها در آن استفاده می‌شود، ایمنی و آتش نشانی است که این قابلیت را به انسان ها می‌دهد که کمتر خود را درگیر موقعیت های خطرناک بکنند.
در مقاله کاربرد هوش مصنوعی درایمنی بررسی کردیم که از هوش مصنوعی چطور می‌توان در زمینه ایمنی استفاده کرد. حال؛ در این مقاله تمامی تکنولوژی های مبتنی بر هوش مصنوعی و پیشرفته‌ای که در زمینه ایمنی و آتش نشانی از آن استفاده می‌شود را بررسی خواهیم کرد.

ربات آتش نشان

قبل از معرفی ربات آتش نشان بهتر است که با تفاوت ربات با هوش مصنوعی آشنا شویم:
هوش مصنوعی در واقع یک سیستمی‌ست مانند مغز انسان که قابلیت تصمیم گیری و فکر کردن را تقریبا در تمام شرایط نیز دارد. هوش مصنوعی بیشتر جنبه نرم افزاری دارد با اینکه ربات ها بیشتر به سخت افزاری نزدیک تر هستند. ربات ها نسبت به هوش مصنوعی، گسترده فکری کمتری دارند و حتما باید برای هر چیزی برنامه نوشته شود، تا این ربات ها تصمیم درستی بگیرند. امروزه هم با ترکیب شدن هوش مصنوعی و ربات ها، تکنولوژی قدرتمندی به وجود آمده است که این قابلیت را به هوش مصنوعی میدهد تا یک بدن فیزیکی داشته باشد.

ربات های آتش نشان با استفاده از حسگرهای قدرتمندی که دارند، می‌توانند به راحتی وارد محیط شده و عملیات اطفا حریق را انجام دهند. چیزی که این ربات ها را خاص و کاربردی می‌کند، استفاده آنها در مواقعی است که انسان یا نمی‌تواند وارد صحنه حادثه شود و یا آنقدری خطرناک است که ممکن است جانش را از دست دهد مثل مکان هایی با گازهای سمی، کم اکسیژن و یا صنایعی چون پتروشیمی و پالایشگاه های مختلف.

اجزا ربات های آتش‌نشان

• شاسی: طراحی شده برای زمین‌های ناهموار، اغلب با طراحی‌های خزنده یا چرخدار.
• سیستم‌های خاموش‌کننده: دستگاه‌های توزیع آب یا فوم با ظرفیت بالا.
• حسگرها: شامل آشکارسازهای گاز، دوربین‌های حرارتی و لیدار.
• واحد کنترل: برای عملیات از راه دور و عملکردهای خودمختار.
• منبع تغذیه: معمولاً با باتری با گزینه‌های دوره‌های عملیاتی طولانی‌تر

در آینده انتظار می‌رود که در این ربات ها بطور کامل از سیستم هوش مصنوعی پیشرفته استفاده شود که این قابلیت را به این ربات ها می‌دهد تا کاملا بصورت مستقل عملیات اطفا را انجام دهد. استفاده از هوش مصنوعی در ربات های آتش نشان میتواند توانایی های زیر را به آنها بدهد:

• بینایی
• تصمیم گیری دقیق و درست
• انعطاف پذیری بالا
• عملکرد و تصمیم درست و منطقی در شرایط مختلف و پیش‌بینی نشده

همچنین علاوه بر ربات آتش نشان، ما ربات امدادگر هم داریم که عملکرد و منطق پیاده سازی آن مانند ربات آتش نشان نیز است.

تحلیل و تشخیص علت آتش سوزی با هوش مصنوعی

تشخیص علت آتش سوزی از مراحل انتهایی عملیات اطفا حریق است و زمانی انجام می‌شود که اطفا آتش به طور کامل انجام شده باشد. این کار نیاز به تخصص و تجربه دارد و تنها متخصصان و آتش نشانان قادر به تشخیص آن هستند. اما استفاده از هوش مصنوعی اینطور نیست. حتی فرد که هیچ تخصص یا دانشی نسبت به انجام این کار نداشته باشد، می‌تواند با استفاده از هوش مصنوعی اینکار را حتی سریع تر از آتش نشانان انجام دهد.
نکته : منظور از هوش مصنوعی که در این قسمت ذکر شد، یک هوش مصنوعی تخصصی فقط برای اینکار بود. استفاده از هوش مصنوعی هایی چون chatGPT، Gemini و Grok کاملا بی فایده است.
در واقع روند پیاده‌سازی همچین هوش مصنوعی به این صورت است:

1. جمع آوری داده های مربوطه
2. پیاده سازی الگوریتم های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق
3. تعریف قابلیت به نام بینایی ماشین برای هوش مصنوعی جهت درک تصاویر و ویدیوها
4. بازخورد و اصلاح منطق هوش مصنوعی برای دقت بیشتر و اشتباه کمتر
5. و در نهایت برای عملکرد بهتر، پیاده سازی آن در یک ربات!

پیشنهادی : صفر تا صد عملیات آتش‌نشانی

پهباد آتش نشان

این پهپاد ها مسئول رصد و شناسایی مکان‌ های آتش‌سوزی هستند و می‌توانند به بخش های مختلف عملیات های اطفا حریق فرستاده شوند.‌ آنها با حمل توپ‌ های پینگ‌ پنگی پر منگنز پتاسیم، به محل حادثه رفته و توپ‌ ها را درون آتش می‌ اندازند تا به طور خودکار آتش را خاموش کنند. این پهپادها به خاطر توانایی در کنترل آتش‌ سوزی در مکان‌ های صعب‌ العبور و اطفا حریق به خودی خود، بسیار کاربردی می‌باشند.
این پهباد ها باید در برابر آتش مقاوم باشند و در ساخت آنان موادی استفاده کنند که هم مقاوم به آتش باشد و هم سبک باشد تا پهباد بتواند به ارتفاع رفته و آتش سوزی را کنترل کند. بهترین متریال ها برای ساختن پهباد آتش نشانی، پلاستیک و کربن است. همچنین برای پایه های پهباد هم بهتر است از فلز آلومینیوم باشد؛ زیرا مقاومت خوبی را در برابر ضربه های مختلف نیز دارد.

از کاربردهای پهباد آتش نشانی، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. شناسایی و اطفا حریق
2. شناسایی موجودات زنده
3. هدایت افراد به مکان امن
4. ارسال تجهیزات مورد نیاز

 
کلاه ایمنی هوشمند

کلاه های هوشمند برای اولین بار در کشور هند تولید شدند که موفق به دریافت جایزه بهترین طراحی هند در سال 2023 و همچنین جایزه نوآوری نمایشگاه فناوری CES شده است.
کلاه های ایمنی هوشمند در برابر آسیب های فیزیکی سر عالی عمل کرده اما در برابر خطرات الکتریکی بی‌فایده هستند.
چیزی که این کلاه را خاص می‌کند، حسگرهای آن است که قابلیت تشخیص 14 نوع گاز را نیز دارند و در صورت تشخیص، زنگ هشداری را به صدا در‌می‌آورند. همین موضوع باعث جلوگیری از بسیاری از خسارات بدنی و مالی و ایمنی بیشتر کارکنان نیز می‌شود.
همچنین حسگرهایی که در این کلاه ایمنی وجود دارد می‌توانند مشکلات ضربان قلب، دمای بدن یا سطح اکسیژن خون را به مدیران گزارش دهند. علاوه بر این قابلیت، این حسگرها می‌توانند زمین خوردن، ترک کردن محل کار کارکنان را تشخیص دهند و همچنین به کارکنان جهت بر سر نداشتن این کلاه، هشدار دهند.

شبیه‌ساز عملیات آتش نشانی

یکی از تمرین های مفید و تاثیرگذاری که آتش نشانان می‌توانند انجام دهند، قرار دادن خودشان داخل یک عملیات واقعی نیز است. این کار با عینک واقعیت مجازی و طراحی بازی برای آن ممکن نیز است. هر چند آتش‌نشانان می‌توانند این تمرین را بدون عینک هم انجام دهند، اما استفاده از عینک واقعیت مجازی مزیت های خودش را دارد که در زیر ذکر شده است:

• عدم نیاز به آماده سازی محیط برای تمرین
• قرار گرفتن آتش نشان داخل محیط واقعی تر
• محیط و عملیات های بیشتر
• آماده سازی آتش نشانان با موقعیت های غیرقابل پیش‌بینی

همچنین یکی دیگر از مواردی که تمرین با این روش را از دیگر روش ها متمایز می‌کند، این است که می‌توان بسته به هر فردی یک عملیات طراحی کرد. البته این کار نیاز به هزینه زیادی دارد، اما نسبت به نتیجه‌ای که می‌دهد، می‌ارزد.

ماسک تنفسی هوشمند

محصولی که در ماه آوریل 2016 معرفی شد، یک ماسک تنفسی هوشمند به نام اسکات سایت بوده که به دوربین تصویربرداری حرارتی مجهز است. قابلیت مهم اسکات سایت در اختیار گذاشتن تصاویر مبتنی بر حرارت به آتش‌ نشانان است. این ابزار قابلیت دیدن در محیط‌ های پر از دود را دارد و به آتش‌ نشانان کمک می‌ کند تا احتمال افتادن در معرض خطر را در نقاط داغ کاهش دهد. بر این اساس اکیپ آتش نشانان به سرعت می‌توانند به مکان‌ یابی و نجات قربانیان بپردازند.
همچنین با استفاده از این فناوری دیگر نیازی به حمل تجهیزات سنگین و ابزار های دیگر توسط آتش‌ نشانان نیست، زیرا تمامی اطلاعات لازم در اختیار‌ آنها بوده و دست‌ هایشان برای انجام کار های بحرانی آزاد می‌ باشد. با توجه به این ابزار، آتش‌ نشانان می‌ توانند به سرعت به محل حادثه بروند و در پیدا کردن راه فرار آسیب‌ دیدگان کمک کنند. در واقع ماسک اسکات سایت، یک ابزار هوشمند است که آتش‌ نشانان را در مواجهه با تهدیدات و خطرات، قادر می‌ سازد تا با درک دقیقی از موقعیت، واکنش سریع و صحیحی نسبت به آن‌ انجام دهند.

پیش‌بینی آتش‌سوزی جنگل با هوش مصنوعی

هر ساله، میلیارد ها دلار صرف خسارات ناشی از آتش گرفتن جنگل ها نیز می‌شود. تمامی این خسارات، ناشی از روشن شدن آتش کوچکی در بخشی از جنگل است؛ اما چه می‌شد تا مدل(هوش مصنوعی) وجود داشت که آن آتش کوچک را شناسایی و خاموش می‌کرد. یا حداقل به آتش نشانان برای اقدام اطلاع رسانی می‌کرد!
درست است! خسارات ناشی از آتش گرفتن جنگل ها به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا می‌کرد. حال بیایید در ادامه ببینیم که چگونه می‌توانیم چنین مدلی بسازیم:

ورودی(input)

قبل از انجام هر کاری، نیاز است که ورودی ها را دریافت کنیم. ورودی های این مدل می‌تواند شامل بوی گاز، بوی جوب سوخته یا تصاویری که از ماهواره ها به دست آمده باشد. این ورودی ها می‌توانند به ترتیت از طریق سنسور های گاز هوشمند و ماهواره ها به دست بیایند. در مرحله بعد، باید مدلی ساخته شود، که این ورودی ها را درک بکند. برای مثال به این مدل قابلیت machine vision داده شود تا بتواند تصاویر را درک کند.

پردازش(processing)

مانند هر سیستم و مدلی، پس از دریافت ورودی ها، نوبت به پردازش آنها می‌شود. مرحله پردازش این مدل، تشخیص آتش سوزی بر اساس ورودی هایی که دریافت کرده نیز می‌شود. برای مثال بررسی و پردازش تصاویر و بررسی خروجی سنسور ها و تشخیص خطرزا بودن یا نبودن آنان همگی جزو مرحله پردازش هستند.

خروجی(output)

در نهایت، خروجی مورد نظر برگردانده می‌شود. این خروجی می‌تواند آژیری در ایستگاه های آتش نشانی، فرستادن پهباد ها و ... باشد.
توجه داشته باشید که حتی اگر میلیاردها دلار بودجه صرف ساخت هوش مصنوعی بشود(منظور هر هوش مصنوعی است از chatbot هایی چون ChatGPT گرفته تا چنین مدل هایی)، هیچگاه نمی‌توان هوش مصنوعی ساخت که دقت آن 100 درصد باشد و اشتباهی نکند حداقل تا الان. این بدان معنا است که ممکن است این هوش مصنوعی، خروجی اشتباهی داشته باشد. برای درک بهتر هر هوش مصنوعی همیشه یکی از خروجی های زیر را برمیگرداند:

• True positive(TP) (مثبت درست) : برای این مدل، یعنی واقعا بخشی از جنگل آتش گرفته و هوش مصنوعی آن را درست پیش بینی کرده است.
• True negative(TN) (منفی درست) : یعنی آتش سوزی رخ نداده و هوش مصنوعی هم بدین صورت پیش‌بینی کرده است.
• False positive(FP) (مثبت نادرست) : یعنی آتش سوزی رخ نداده است اما مدل ما به عنوان خروجی برگردانده است که چنین اتفاقی افتاده است.
• False negative(FN) (منفی نادرست) : یعنی آتش سوزی رخ داده اما مدل ما مقدار منفی را برگردانده است.

این موارد گفته شد تا شما بطور کامل درک کنید که این مدل ها نمی‌توانند 100 درصد خسارات ناشی از آتش سوزی جنگل ها را پوشش دهند اما می‌توانند از 80 تا 90 درصد خسارات جلوگیری کنند.

سوالات متدوال

تفاوت هوش مصنوعی با ربات چیست؟

هوش مصنوعی یک ذهن هوشمند است و قابلیت تصمیم‌گیری وسیعی دارد اما ربات ها تنها کارهایی را می‌توانند انجام دهند که داخل برنامه‌هایشان بوده باشد.

ربات آتش‌نشان چگونه کار می‌کند؟

ربات آتش‌نشان با استفاده از حسگرهایی مانند حرارت، دود و گاز، محل آتش را شناسایی کرده و با سیستم‌هایی مثل پاشش آب یا کف، به‌صورت خودکار یا با کنترل از راه دور، عملیات اطفا را انجام می‌دهد. این ربات‌ها معمولاً برای محیط‌های پرخطر و غیرقابل دسترسی انسان به کار می‌روند.

مزایا شبیه‌ساز عملیات آتش نشانی چیست؟

• عدم نیاز به آماده سازی محیط برای تمرین
• قرار گرفتن آتش نشان داخل محیط واقعی تر
• محیط و عملیات های بیشتر
• آماده سازی آتش نشانان با موقعیت های غیرقابل پیش‌بینی

آیا می‌توان هوش مصنوعی ساخت که همه چیز را به درستی پیش‌بینی کند یا جواب دهد؟

خیر، تمامی هوش مصنوعی حتی chatGPT هم دقت 100 درصد را ندارند و ممکن است اشتباه کنند.

مطالب مرتبط:
کاربرد هوش مصنوعی در ایمنی
4 علت آتش سوزی
آشنایی با فناوری های جدید در آتش نشانی