森林火災の検知と早期警報における人工知能の応用

気候変動により世界各国で森林火災のリスクが劇的に高まる中、森林火災の検知と早期警報における人工知能 (AI) の活用が世界的に進められています。

最近、カリフォルニア州消防局（米国）は、AIを活用して山火事を早期に検知・制御する取り組みを開始しました。このプログラムは「ALERTCalifornia」と呼ばれています。このプログラムの目的は、AI技術を用いて火災を早期に検知し、誤報を減らすことです。カリフォルニア大学サンディエゴ校のエンジニアによって開発されたこのプラットフォームは、州内の政府機関や電力会社が設置した1,036台の既存のカメラを活用しています。

[キャプション id="attachment_428056" align="aligncenter" width="768"] 気候変動により、世界中で山火事が増加しています。写真：iStock[/caption]

「私たちの仕事は火災を約4分の1エーカー以内に抑えることです。AIカメラの助けを借りれば、より早く火災現場に到着し、鎮圧することができます」と、カリフォルニア消防局の人工知能専門家、スザン・レイニンガー氏は述べた。

カリフォルニア大学サンディエゴ校で地質学と物理学を専攻するニール・ドリスコル教授によると、5～6年前は火災を確認するために飛行機や消防隊を派遣する必要がありました。今ではカメラをオンにするだけで火災を検知できます。煙が遠くにあるかどうか、周囲が暗いかどうかなど、さまざまな情報が得られます。これらの情報により、火災の規模を測り、911番通報をすることなく迅速に消火することができます。

テックサイト「アラート・カリフォルニア」は、このAIの仕組みを明らかにし、飛行機やドローンから取得したLiDARスキャンを使用して「スキャンした表面について同様に正確な3次元情報」を作成すると述べている。

これを樹木の物理的特性と組み合わせることで、カリフォルニアの森林のバイオマスと炭素含有量についてより深く知ることができます。カリフォルニア消防局によると、機械学習モデルはペタバイト規模のカメラデータを用いて煙とその他の空中粒子を区別したとのことです。

2023年1月の世界経済フォーラム（WEF）年次総会において、「山火事対策における新たなフロンティア：FireAIdのパイロットと拡張」と題された報告書が発表されました。報告書によると、人工知能を用いて山火事を効果的に管理するFireAIdイニシアチブは、WEFが2022年1月に開始して以来、成功を収めて試験運用されています。

このプロジェクトは、トルコの南エーゲ海地域と西地中海地域で実施されています。この地域が選ばれたのは、2010年から2021年の間にトルコ国内で発生した山火事の4分の1がこの地域で発生し、同期間における焼失面積の75%を占めたためと報じられています。2021年7月から8月にかけて、トルコでは史上最悪の山火事が発生し、合計139,503ヘクタールが焼失しました。

ここで、科学者たちは静的データと気象データを使用して、火災が発生する可能性のある地域を地図上に描き、その強さを予測し、効果的な対応に必要な物流を計画しました。

Weforumによると、トルコにおけるAIの導入成功により、24時間前の森林火災予測の精度は最大80%に達しました。この情報は、当局が事前の準備と対応を行う上で役立っています。このパイロットプログラムの成功は、AIが管理機関の支援、人命救助、財産の保護、環境保護、そして森林火災による被害の大幅な軽減にどれほど効果的であるかを示しています。

[キャプション id="attachment_428070" align="aligncenter" width="768"] カリフォルニア大学（米国）の山火事監視員が、2023年7月にロサンゼルスのトパンガキャニオンで発生した火災を監視している。写真：ニューヨーク・タイムズ[/caption]

近年、気候変動により山火事の深刻さと頻度が増加し、世界中で前例のない生物多様性の喪失、二酸化炭素排出、経済的損失が生じています。

WEFの統計によると、世界全体の山火事による年間平均コストは約500億ドルで、2021年には世界の山火事によって約6,450メガトンのCO2が大気中に放出されました。

一方、世界気象機関は、世界的に大規模な山火事の発生率が2050年までに30％増加し、今世紀末までに倍増すると予測している。

AIを活用した山火事検知システムは、カメラ、衛星、ドローンなどの様々なセンサーを用いて火災をリアルタイムで検知し、早期対応とタイムリーな行動を可能にします。これらのシステムは、効果的で費用対効果が高く、正確な火災検知が可能であることが実証されており、山火事が環境や地域社会に与える影響を最小限に抑えます。

ミン・タイ