Δοκιμή πεδίου στην Πορτογαλία: επίδειξη των δυνατοτήτων του συστήματος SEBELO

1. Στόχος

Κύριος στόχος της επίδειξης ήταν να αξιολογηθούν οι επιδόσεις του συστήματος αισθητήρων SEBELO σε πραγματικές δασικές συνθήκες, σε ένα δημόσιο κέντρο επιστήμης στην Πορτογαλία — και ειδικότερα η ικανότητα του συστήματος να ανιχνεύει τις πρώτες ενδείξεις καπνού, ο χρόνος ανίχνευσης, η αξιοπιστία της επικοινωνίας και η συνολική απόκριση κατά τη διάρκεια ελεγχόμενης προσομοίωσης πυρκαγιάς.

2. Εγκατάσταση της υποδομής

Στους χώρους του Centro Ciência Viva da Floresta εγκαταστάθηκε ένα πλήρως λειτουργικό δίκτυο αισθητήρων, με συνολικά 17 αισθητήρες. Το πιο αξιοσημείωτο στοιχείο της εγκατάστασης ήταν ότι έγινε εντελώς χωρίς καλώδια. Το δίκτυο βασίστηκε σε μια απομακρυσμένη πύλη (gateway) Milesight SG50 με ηλιακό πάνελ, ενσωματωμένη μπαταρία και μονάδα SMS — έτσι ολόκληρο το σύστημα λειτουργούσε με ανανεώσιμη ενέργεια, χωρίς καμία καλωδίωση.

Η διαδικασία εγκατάστασης ήταν εξαιρετικά απλή:

• Η πύλη τοποθετήθηκε στη θέση της και τροφοδοτήθηκε αυτόματα από το ηλιακό πάνελ
• Οι αισθητήρες στερεώθηκαν σε δέντρα σε όλη την περιοχή της δοκιμής
• Μόλις τέθηκαν σε λειτουργία, όλοι οι αισθητήρες συνδέθηκαν αυτόματα στην πλατφόρμα — χωρίς καμία χειροκίνητη ρύθμιση

Αυτή η προσέγγιση plug-and-play αποδεικνύει ότι το σύστημα SEBELO μπορεί να εγκατασταθεί γρήγορα σε απομακρυσμένες δασικές περιοχές χωρίς καμία απολύτως ηλεκτρική υποδομή.

3. Βαθμονόμηση των αισθητήρων

Όταν οι αισθητήρες μεταφέρονται σε νέο περιβάλλον, χρειάζονται χρόνο για να προσαρμοστούν και να καταγράψουν ένα αποτύπωμα αναφοράς «καθαρού αέρα», πριν ξεκινήσει η αξιόπιστη ανίχνευση. Στην Πορτογαλία η βαθμονόμηση εξελίχθηκε ομαλά: μετά από περίπου 2 ώρες και οι 17 αισθητήρες είχαν σταθεροποιηθεί και το σύστημα ήταν έτοιμο για τη δοκιμή. Η φάση της βαθμονόμησης είναι συνήθης και αναμενόμενη σε κάθε νέα εγκατάσταση.

4. Τοποθεσία της δοκιμής

Centro Ciência Viva da Floresta, Estrada Nacional 241, Moitas, 6150-345 Proença-a-Nova, Πορτογαλία.

5. Περιβαλλοντικές συνθήκες

• Θερμοκρασία αέρα: ~13°C
• Διεύθυνση ανέμου: βορειοδυτική (ΒΔ)
• Ταχύτητα ανέμου: ~19 km/h

Οι συνθήκες ανέμου έπαιξαν κεντρικό ρόλο στη δοκιμή. Ο σταθερός βορειοδυτικός άνεμος δημιούργησε έναν σαφή και προβλέψιμο διάδρομο καπνού στην υπήνεμη πλευρά της εστίας — επηρεάζοντας άμεσα ποιοι αισθητήρες ανίχνευσαν καπνό και πόσο γρήγορα.

6. Πορεία της επίδειξης

Ανάφτηκε ελεγχόμενη φωτιά με ξερά κλαδιά, κουκουνάρια και καυσόξυλα. Το μέγεθος της φωτιάς κρατήθηκε σκόπιμα μικρό — κάτω από 1 m² — ώστε να προσομοιωθεί ρεαλιστικά μια ανάφλεξη σε αρχικό στάδιο. Δεκαεπτά αισθητήρες τοποθετήθηκαν σε διάφορες αποστάσεις από την εστία, από 10 m έως 60 m, τόσο στην υπήνεμη όσο και στην προσήνεμη πλευρά της φωτιάς.

7. Αποτελέσματα ανίχνευσης καπνού

Η διεύθυνση του ανέμου αποδείχθηκε ο καθοριστικός παράγοντας για τις επιδόσεις ανίχνευσης. Οι αισθητήρες στην προσήνεμη πλευρά της φωτιάς — από εκεί που φυσούσε ο άνεμος — δεν κατέγραψαν καθόλου καπνό, ακριβώς όπως αναμενόταν. Οι αισθητήρες στην υπήνεμη πλευρά, στη διαδρομή του νέφους καπνού, αντέδρασαν γρήγορα και με ακρίβεια:

• Πρώτη ανίχνευση: 1 λεπτό και 37 δευτερόλεπτα μετά την ανάφλεξη
• Μέγιστη απόσταση ανίχνευσης που επιτεύχθηκε: ~60 m, μέσα σε περίπου 2 λεπτά
• Αισθητήρες που ενεργοποιήθηκαν συνολικά: 9 από τους 17 — όλοι στον υπήνεμο διάδρομο

Οι υπόλοιποι 8 αισθητήρες, στην προσήνεμη πλευρά, διατήρησαν την ένδειξη «καθαρό» σε όλη τη διάρκεια της δοκιμής — επιβεβαιώνοντας τη σωστή επιλεκτικότητα του συστήματος, χωρίς κανέναν ψευδή συναγερμό.

8. Παρατηρήσεις και συμπεράσματα

• Η διεύθυνση και η ταχύτητα του ανέμου είναι οι κύριοι παράγοντες που καθορίζουν τον χρόνο και την εμβέλεια ανίχνευσης — το σύστημα λειτουργεί ως κατευθυντικό δίκτυο έγκαιρης προειδοποίησης
• Η πρώτη ανίχνευση σε λιγότερο από 2 λεπτά, από φωτιά μικρότερη του 1 m², αποδεικνύει εξαιρετική ευαισθησία
• Η εμβέλεια ανίχνευσης των 60 m επιτεύχθηκε μέσα σε 2 λεπτά, με άνεμο 19 km/h
• Οι αισθητήρες στην προσήνεμη πλευρά δεν έδωσαν κανέναν ψευδή συναγερμό, επιβεβαιώνοντας την ακριβή επιλεκτικότητα που βασίζεται στην ανίχνευση VOC
• Η εγκατάσταση χωρίς καλώδια ολοκληρώθηκε σε ελάχιστο χρόνο, επιβεβαιώνοντας την καταλληλότητα του συστήματος για απομακρυσμένα δασικά περιβάλλοντα
• Η αυτόματη σύνδεση των αισθητήρων με την πλατφόρμα δεν απαίτησε καμία τεχνική ρύθμιση επί τόπου

9. Ζωντανή επίδειξη ειδοποιήσεων

Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της επίδειξης στην Πορτογαλία ήταν ότι όλοι οι παρευρισκόμενοι μπόρεσαν να δουν από πρώτο χέρι πώς λειτουργεί το σύστημα ειδοποιήσεων της SEBELO. Για να γίνει η λειτουργία του συστήματος όσο το δυνατόν πιο σαφής και κατανοητή, στήθηκε επί τόπου μια μεγάλη οθόνη τηλεόρασης που έδειχνε σε πραγματικό χρόνο τον χάρτη του δικτύου αισθητήρων. Καθώς οι αισθητήρες ενεργοποιούνταν, οι παρευρισκόμενοι έβλεπαν αναδυόμενες ειδοποιήσεις να εμφανίζονται στον χάρτη, την κατάσταση κάθε αισθητήρα να ενημερώνεται και την ανίχνευση του καπνού να εξελίσσεται σε όλη την περιοχή εγκατάστασης — έτσι ήταν αμέσως φανερό ποιοι αισθητήρες είχαν ανιχνεύσει καπνό, πότε και σε ποια απόσταση από την εστία.

Οι συμμετέχοντες κλήθηκαν επίσης να καταχωρίσουν επί τόπου τη διεύθυνση email και τον αριθμό τηλεφώνου τους, ώστε να λαμβάνουν ειδοποιήσεις σε πραγματικό χρόνο στις δικές τους συσκευές καθώς ενεργοποιούνταν οι αισθητήρες κατά τη δοκιμή.

Τα αποτελέσματα ήταν σε μεγάλο βαθμό επιτυχή:

• Οι ειδοποιήσεις μέσω email παραδόθηκαν σε όλους τους εγγεγραμμένους συμμετέχοντες χωρίς εξαίρεση
• Όλοι οι συμμετέχοντες με αριθμούς τηλεφώνου από την ΕΕ έλαβαν με επιτυχία τις ειδοποιήσεις μέσω SMS
• Οι συμμετέχοντες με πορτογαλικούς αριθμούς τηλεφώνου δεν έλαβαν ειδοποιήσεις μέσω SMS κατά τη δοκιμή

Καθώς η μονάδα ειδοποιήσεων μέσω SMS βρίσκεται προς το παρόν σε έκδοση beta, διερευνούμε ενεργά την αιτία αυτής της απόκλισης με τους πορτογαλικούς αριθμούς και δεσμευόμαστε να την επιλύσουμε πριν από τις επόμενες εγκαταστάσεις. Οι ειδοποιήσεις μέσω email, αντίθετα, λειτούργησαν άψογα και παραμένουν ένα απολύτως αξιόπιστο κανάλι ειδοποίησης σε όλες τις περιοχές όπου έγιναν δοκιμές.

10. Εκπαίδευση της τεχνητής νοημοσύνης και συλλογή δεδομένων

Πριν από την ελεγχόμενη καύση, η εγκατάσταση στην Πορτογαλία εξυπηρέτησε έναν επιπλέον, εξίσου σημαντικό σκοπό: τη συλλογή δεδομένων για τη βελτίωση του μοντέλου τεχνητής νοημοσύνης. Οι περιβαλλοντικές μετρήσεις των αισθητήρων που συγκεντρώθηκαν επί τόπου χρησιμοποιήθηκαν για την περαιτέρω εκπαίδευση και βελτίωση του αλγορίθμου ανίχνευσης της SEBELO, ώστε να γίνει πιο ακριβής και πιο ανθεκτικός σε διαφορετικές καιρικές συνθήκες, γεωγραφικές περιοχές και χώρες.

Πρόκειται για μέρος μιας συνεχούς και συστηματικής διαδικασίας: σε κάθε τοποθεσία επίδειξης και εγκατάστασης συλλέγονται ενεργά δεδομένα. Κάθε νέο περιβάλλον εμπλουτίζει το σύνολο δεδομένων εκπαίδευσης, επιτρέποντας στην τεχνητή νοημοσύνη να αποκτήσει μια ευρύτερη και πιο καθολική εικόνα του τι σημαίνει «καθαρός αέρας» στα ποικίλα δασικά οικοσυστήματα της Ευρώπης. Το αποτέλεσμα είναι ένα μοντέλο ανίχνευσης που γίνεται πιο αξιόπιστο με κάθε δοκιμή πεδίου.

11. Τεχνικές λεπτομέρειες

Οι αισθητήρες που χρησιμοποιήθηκαν διαθέτουν ανιχνευτές αερίων σε συνδυασμό με αισθητήρες θερμοκρασίας, υγρασίας και πίεσης. Τα βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:

• Ανάλυση «αποτυπώματος» αερίων με τεχνητή νοημοσύνη, βάσει εκπαιδευμένων μοντέλων νευρωνικών δικτύων
• Μηχανισμός ανίχνευσης: οι αισθητήρες δημιουργούν ένα «χημικό αποτύπωμα» από μια σειρά μετρήσεων σε διαφορετικές θερμοκρασίες
• Μετάδοση σε πραγματικό χρόνο μόλις ανιχνευθούν ανωμαλίες, καθώς και περιοδική ενημέρωση κατάστασης κάθε ώρα
• Λειτουργία εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης με ηλιακή ενέργεια και υπερπυκνωτές (χωρίς μπαταρίες), σχεδιασμένη για έως και 10 χρόνια χρήσης

12. Τελική σύνοψη

Η επίδειξη στην Πορτογαλία έδωσε τα πιο πειστικά αποτελέσματα μέχρι σήμερα. Μια μικρή φωτιά κάτω από 1 m² ανιχνεύθηκε σε λιγότερο από 2 λεπτά, σε απόσταση έως 60 μέτρα — σε μια εγκατάσταση πλήρως εκτός ηλεκτρικού δικτύου και χωρίς καλώδια, που δεν απαιτούσε καμία τεχνική εξειδίκευση. Η επίδειξη επιβεβαίωσε:

• Ανίχνευση σε λιγότερο από 2 λεπτά από μικρή φωτιά σε αρχικό στάδιο
• Ακριβή επιλεκτικότητα των αισθητήρων, που λαμβάνει υπόψη τον άνεμο, χωρίς κανέναν ψευδή συναγερμό στους αισθητήρες της προσήνεμης πλευράς
• Πλήρως αυτόνομη υποδομή επικοινωνίας με ηλιακή τροφοδοσία
• Απρόσκοπτη, αυτόματη σύνδεση από τον αισθητήρα έως την πλατφόρμα cloud
• Συνεχή βελτίωση της τεχνητής νοημοσύνης μέσω συστηματικής συλλογής δεδομένων σε όλες τις τοποθεσίες εγκατάστασης
• Ετοιμότητα για εγκατάσταση σε μεγαλύτερη κλίμακα, στο πλαίσιο των στόχων του έργου IT4EST

Η λύση της SEBELO συνεχίζει να αποδεικνύει τις δυνατότητές της ως επεκτάσιμο και οικονομικά αποδοτικό σύστημα έγκαιρης ανίχνευσης δασικών πυρκαγιών — κρίσιμο για τον περιορισμό της οικολογικής ζημιάς και του χρόνου απόκρισης των υπηρεσιών έκτακτης ανάγκης στις πιο ευάλωτες δασικές περιοχές της Ευρώπης.