Flerkanalsavkänning kan hjälpa till i nödsituationer.

Smokey Bear har massor av bra tips om att förebygga skogsbränder. Men hur stoppar man en som har startat innan den går ur kontroll? Svaret kan ligga i att para flerkanalsavkänning med avancerad datorteknik som tillhandahålls av en ny plattform kallad Sage.

Sage erbjuder en unik kombination. Denna kombination involverar både flera typer av sensorer med datoranvändning "vid kanten", såväl som inbäddade maskininlärningsalgoritmer som gör det möjligt för forskare att bearbeta de enorma mängder data som genereras i fältet utan att behöva överföra allt tillbaka till laboratoriet. Att beräkna "vid kanten" innebär att data bearbetas där den samlas in, i fält, medan maskininlärningsalgoritmer är datorprogram som tränar sig själva i att känna igen mönster.

Forskare som använder Sage avslutade nyligen en demonstration när de framgångsrikt övervakade en föreskriven kontrollerad bränning - där en bit mark försiktigt bränns som en del av miljöförvaltningen - av en del av Konza tallgrass-prärien i Kansas. Den avancerade cyberinfrastrukturen som är utplacerad i Sage, som möjliggör upptäckt, övervakning och analys av det brända området på plats, skulle kunna erbjuda forskare och naturresurstjänstemän möjligheten att komma före skogsbränder med snabbt analyserad, multi-instrumenterad data.

"När det kommer till skogsbränder är tiden absolut avgörande", säger Argonne beräkningsforskare och NAISE Fellow Rajesh (Raj) Sankaran. "Ofta finns det ingen tid att flytta data från fältet – där höghastighetsanslutning kan vara ett problem – till labbet. Med Sage får vi den relevanta informationen vi behöver när vi behöver den."

Den kontrollerade bränningen i Konza-prärien gav forskarna en stor samling data – nästan 60 DVD-skivor värda – full av information om utvecklingen av rök och eld. Dessa data kan användas för att utbilda en maskininlärningsalgoritm som kan göra ytterligare bestämningar av beteendet hos andra bränder i realtid.

Efter framgången med Sage-nätverket i Kansas finns framtida planer för nätverket att distribueras i Kalifornien, Colorado, Illinois och Texas som en del av ett nätverk som leds av National Ecological Observatory Network (NEON). Så småningom hoppas forskare kunna skapa ett kontinentspännande nätverk av smarta sensorer som kan använda Sage-teknik. "NEON utvecklar en mobil distributionsplattform som kan komplettera landbaserade och vattenbaserade platser över hela landet," sa Sankaran. "Sage kan spela en stödjande roll i många olika miljöer i hela USA."

Teknologiskt förlitar Sage sig på en trådlös sensorplattform med öppen källkod som heter Waggle, utvecklad och finansierad av Argonne. Waggle utnyttjar framväxande teknologi inom lågeffektprocessorer, sensorer och cloud computing för att bygga kraftfulla och pålitliga sensornoder som aktivt kan analysera och svara på data. "I huvudsak är Waggle basen som Sage använder," sa Argonne datavetare och NAISE medregissör Pete Beckman, som hjälpte till att pionjären Waggle och Sage. "Det är i princip som om Waggle är en mobiltelefon, och Sage är nätverket som telefonen använder för att kommunicera plus apparna som körs på den."

Enligt Beckman driver laget också ett ytterligare forskningssamarbete med en forskare vid University of Oregon, som arbetar med Federal Emergency Management Agency för att bygga en serie övervakningsstationer i Pacific Northwest. Beckman hoppas att dessa övervakningsstationer genom att inkludera Sage kan få extra funktionalitet för att komma före skogsbränder och andra naturkatastrofer genom att övervaka miljön. + Utforska vidare

Bränder leder till jaktförbud på salvia i en del av Nevada