野火正对全球范围内的人类、财产和生态系统构成日益严重的威胁,甚至在一些以前很少发生野火的地区也开始出现这种风险。2026年6月,欧盟资助的HiCONNECTS项目成功完成了一套支持AI的多无人机系统演示,该系统旨在提供有关活跃野火及其可能演变趋势的实时信息。通过将自主机器人技术、边缘AI与先进传感技术相结合,该系统帮助灾害响应团队更快速、更准确地做出决策,在提升安全性的同时有助于减少对生态系统、生物多样性和关键基础设施造成的影响。这也展示了智能机器人技术如何同时支持应急响应和更广泛的可持续发展目标。

发表于《自然生态与演化》期刊的一项2024年研究(题为《地球上最极端野火事件的频率和强度正在增加》)发现,全球最极端野火事件的发生频率在2003年至2023年间增长了一倍以上,气候变化被认为是全球范围内加剧野火条件的关键因素之一。大型野火通常发生在干燥植被提供充足燃料、且地形限制消防队伍进入的偏远地区。天气条件的变化会导致火势迅速且难以预测地蔓延,而大型火灾甚至能形成高度局部化的天气系统,使其行为更加难以预判。

当野火爆发时,保护人员、基础设施和自然生态系统的关键在于在正确的时间做出正确的决策。消防指挥官需要准确、及时的信息,以决定资源部署位置、建立防火隔离带、保护脆弱区域并保障人员安全。然而,在活跃火场中收集、分析和共享可靠信息仍是一项重大挑战。

与依赖定期卫星图像或人员在危险环境中作业的传统监测方法不同,自主无人机能够持续收集局部环境情报。这使决策者能够应对快速变化的情况,同时减少将人员置于危险环境中的需要。随着机器人技术日益智能化和互联化,它们能够为在严重时间和资源限制下运作的应急服务提供支持。

应对全球性威胁的协同响应

欧洲研究项目HiCONNECTS汇集了来自15个国家的64个合作伙伴,致力于开发可持续且节能的云计算和边缘计算平台,重点聚焦传统硅晶圆、高速电子器件与光电子器件的异质集成。该项目的公共保护与灾害救援(PPDR)工作板块一直致力于开发和演示灾害响应相关技术。

作为该PPDR工作的一部分,HiCONNECTS开发了一套野火态势感知平台,用于支持野火应对决策。该平台结合了两种专用自主无人机——一种专注于监测活跃火情,另一种负责评估周边植被状况,并配备专门的通信子系统,用于连接消防员、团队负责人乃至远程专家。这些系统共同构建出一幅更完整的火情演变实时画面,帮助应急团队做出更快、更准确的决策。

恩智浦正在与高光谱成像专家Qtechnology密切合作,整合并演示植被监测无人机。该无人机能够在人类团队难以直接到达、危险或无法进入的区域收集关键环境信息,为影响野火行为的植被状况提供有价值的洞察。

更优数据支持更优决策

这款无人机提供有关可能影响火势行为和蔓延的地貌与植被状况的关键环境背景信息。具体而言,它能收集关于植被类型和湿度水平的实时信息,帮助响应人员评估火灾可用燃料量,并识别高风险区域。

数据通过Qtechnology的一款高光谱相机采集,该相机结合了RGB(红绿蓝)和短波红外(SWIR)传感技术。图像由基于恩智浦i.MX 95应用处理器构建的新型图像分析平台在机载端实时处理。该平台利用了CSEM的先进边缘机器学习方法,提升了植被湿度估算的准确性和可靠性。通过在边缘端执行AI推理,而非传输大量原始数据进行集中处理,该系统降低了通信需求、提升了响应速度,也契合了该项目对高效、可持续计算基础设施的关注重点。

飞行控制由恩智浦的VMU-RT1176实时飞行控制器负责,而NavQPlus则提供用于高级导航和基于5G的安全VPN数据连接的协同计算能力。除了增强的数据采集与燃料分析能力外,该无人机还展示了自主机器人在公共安全应用中日益重要的作用。其导航和飞行控制系统支持自主运行,而基于恩智浦Trimension SR150超宽带(UWB)技术的高精度着陆系统,使飞行器能够精准降落在指定平台上。该无人机能够从响应人员难以直接到达的区域采集并传输数据。

更安全、更有效的野火应对行动

数据经过收集、分析并与卫星定位信息同步后,会通过专用本地5G网络安全共享给现场指挥部。这些信息以持续更新的地理空间地图形式呈现,展示地形、植被特征和湿度估算情况。这些动态视图帮助消防协调人员识别潜在的火势蔓延通道,优先安排监测活动,并优化人员与设备的部署。

通过提升对火情演变趋势的理解,该平台帮助响应人员将资源集中在能发挥最大作用的地方。更早、更明智的干预有助于减少对森林、野生动物栖息地和关键基础设施的损害,同时提升消防员的安全性和作业效率。

实地验证成果

植被监测无人机已完成多次测试飞行,验证了其采集数据和生成湿度估算的能力。2026年6月,该无人机在HiCONNECTS项目于芬兰举行的最终PPDR活动中成功完成了首次完整的野火应用场景演示,将植被监测与火情监测无人机、通信子系统以及边缘AI处理流程整合到了一个实时场景中。

随着气候变化持续加剧野火风险,结合智能机器人、先进传感与边缘AI的技术将在保护社区和生态系统方面发挥日益重要的作用。HiCONNECTS的演示展示了自主机器人、边缘AI与连接技术方面的进展如何转化为切实的可持续发展成果。通过将环境数据转化为可行动的情报,搭载恩智浦技术的无人机正帮助一线应急人员保护森林、维护生态系统、守护社区安全。

Q&A

Q1:HiCONNECTS野火监测系统是如何工作的?

A:该系统结合了两种专用自主无人机,一种监测活跃火情,另一种评估周边植被状况,并配备通信子系统连接消防员、团队负责人和远程专家,共同构建实时火情演变画面,帮助应急团队做出更快决策。

Q2:植被监测无人机能收集什么数据?

A:植被监测无人机使用结合RGB和短波红外传感技术的高光谱相机,实时收集植被类型和湿度水平信息,帮助响应人员评估火灾可用燃料量并识别高风险区域。

Q3:为什么边缘AI处理对无人机野火监测很重要?

A:通过在边缘端直接执行AI推理而非传输大量原始数据进行集中处理,系统能降低通信需求、提升响应速度,更适合在资源和时间受限的灾害应急场景中使用。

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