Rivoluzione nella gestione degli incendi: il nuovo modello IA della USC

La lotta contro gli incendi boschivi ha trovato un nuovo alleato nella tecnologia avanzata. Un team di ricercatori della University of Southern California (USC) ha sviluppato un innovativo modello di intelligenza artificiale (IA) che promette di rivoluzionare la previsione e la gestione degli incendi. Questo modello, descritto nello studio pubblicato su Artificial Intelligence for the Earth Systems, utilizza dati satellitari per monitorare in tempo reale lo sviluppo degli incendi, fornendo previsioni precise sulla traiettoria, l’intensità e la velocità di propagazione del fuoco.

Secondo Bryan Shaddy, dottorando presso il Department of Aerospace and Mechanical Engineering della USC Viterbi School of Engineering e autore principale dello studio, “Questo modello rappresenta un importante passo avanti nella capacità di combattere gli incendi boschivi. Fornendo dati precisi e tempestivi, lo strumento rafforza gli sforzi dei vigili del fuoco e delle squadre di evacuazione.”

I ricercatori hanno iniziato raccogliendo dati storici sugli incendi boschivi da immagini satellitari ad alta risoluzione. Analizzando il comportamento degli incendi passati, dalla loro origine alla propagazione e al contenimento finale, hanno addestrato il modello di intelligenza artificiale generativa cWGAN (conditional Wasserstein Generative Adversarial Network) a simulare i fattori che influenzano l’evoluzione degli incendi nel tempo. Il modello è stato testato su incendi reali in California tra il 2020 e il 2022, dimostrando prestazioni eccellenti nel prevedere la direzione di propagazione del fuoco.

Il Ruolo della NASA nella Gestione degli Incendi

Di fronte alla crescente frequenza e severità degli incendi in California e in altre aree degli Stati Uniti, la NASA sta utilizzando la sua vasta raccolta di dati dalle osservazioni terrestri per assistere le agenzie di gestione degli incendi nella previsione e nella gestione delle catastrofi ambientali. Fondamentale è l’uso dei dati raccolti dai satelliti Landsat, che catturano immagini dettagliate della superficie terrestre, contribuendo alla mappatura del territorio, alla stima della temperatura superficiale e alla misurazione dei materiali naturali incendiabili, come la densa vegetazione.

Christopher Potter, ricercatore scientifico presso NASA Ames, sottolinea l’importanza del patrimonio di dati accumulato: “Abbiamo un archivio di dati di immagini satellitari che risale a 40 anni fa, il che fornisce un set di dati ricco per costruire modelli predittivi”. Le agenzie di gestione degli incendi possono trarre vantaggio da previsioni accurate sull’evoluzione e la direzione degli incendi, diventando più efficienti nell’allocazione delle risorse per la lotta contro i fuochi.

Le nuove tecnologie, come l’intelligenza artificiale e i droni, sono adottate per migliorare la sicurezza e l’efficacia degli interventi dei soccorritori. La California Air National Guard impiega droni per tracciare la progressione degli incendi e acquisire immagini in tempo reale delle aree colpite. Inoltre, software avanzati permettono di prevedere i movimenti del fuoco con giorni di anticipo, migliorando la capacità di contrasto agli incendi dei vigili del fuoco.

Il Modello cWGAN della USC

Il modello cWGAN (Conditional Wasserstein Generative Adversarial Network) sviluppato dagli scienziati della USC utilizza dati satellitari per prevedere dove si sposterà un incendio e quanto sarà intenso. Può fornire informazioni sulla velocità con cui l’incendio crescerà, fornendo ai vigili del fuoco informazioni vitali e cruciali per le attività antincendio. Questo modello utilizza registri storici di incendi per previsioni accurate e, provato sugli ultimi incendi della California, si è rivelato efficace, modificando la gestione degli incendi e le tattiche di risposta.

Il modello cWGAN consente ai vigili del fuoco e alle squadre di emergenza di prevedere con precisione dove si propagherà l’incendio, confinandolo entro confini più piccoli e salvaguardando le aree abitate. La precisione del sistema aiuta a distribuire le risorse concentrate su zone di importanza immediata. Inoltre, il modello utilizza un algoritmo avanzato per elaborare rapidamente enormi quantità di dati, facendo previsioni sul comportamento dell’incendio in breve tempo, confrontando le attuali immagini satellitari con le registrazioni storiche degli incendi.

Progetto Europeo SAFERS

Un altro progetto di rilevanza è il progetto europeo SAFERS, che ha il cuore a Torino. Sfruttando immagini satellitari, si mappa il terreno e, con l’ausilio di un modello di intelligenza artificiale, si prevede la direzione e la velocità con cui si propagheranno le fiamme. Questo progetto coinvolge sei paesi del Sud Europa, con la fondazione Links come capofila, un centro di ricerca creato dalla Compagnia di San Paolo e dal Politecnico di Torino.

Il progetto, che ha richiesto tre anni e mezzo di lavoro e un investimento comunitario di 3 milioni di euro, ha creato la piattaforma SAFERS, a disposizione delle protezioni civili. In Piemonte, il progetto è già partito, con il CSI Piemonte che cura l’installazione e un migliaio di volontari della Protezione civile istruiti all’impiego. A Condove, in Val Di Susa, telecamere di test installate alla Sacra di San Michele sono utili per l’intervento dei carabinieri forestali.

La piattaforma permette un intervento tempestivo sul terreno e consente di stimare i danni provocati dall’incendio al termine dell’intervento, sfruttando le informazioni a disposizione sul terreno.

Bullet Executive Summary

L’adozione di modelli di intelligenza artificiale per la previsione e la gestione degli incendi rappresenta una svolta significativa nella lotta contro i disastri naturali. La combinazione di dati storici e in tempo reale, l’uso di droni e l’implementazione di tecnologie avanzate come il modello cWGAN della USC e la piattaforma SAFERS, offrono strumenti potenti per migliorare la sicurezza e l’efficacia degli interventi antincendio.

*Nozione base di intelligenza artificiale correlata al tema: L’intelligenza artificiale può analizzare grandi quantità di dati in tempo reale per fare previsioni accurate, migliorando la capacità di risposta alle emergenze.

Nozione avanzata di intelligenza artificiale correlata al tema:* I modelli generativi avversari, come il cWGAN, possono simulare scenari complessi e variabili, fornendo previsioni dinamiche che si adattano alle condizioni in evoluzione, migliorando significativamente la gestione delle risorse e la pianificazione strategica.

In conclusione, l’uso dell’intelligenza artificiale nella gestione degli incendi non solo migliora la capacità di risposta immediata, ma offre anche una guida preziosa per le strategie a lungo termine. Questo approccio integrato può fare la differenza nella protezione delle vite umane e nella conservazione dell’ambiente.