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Oct 21, 2023

上空から山火事を消すポルトガルのドローン

In un tranquillo e caldo pomeriggio di maggio nel Portogallo centrale, c’era un mucchio di cespugli grande quanto un’auto.

ポルトガル中部の静かで暑い5月の午後、車ほどの大きさの藪の山に火災が起きた。 炎が高く飛び上がると、突然、空から水の激流が降り注ぎます。

とはいえ、雨ではない。 大型のドローンが上空約15メートル（49フィート）でホバリングしており、腹部からは防火ホースがぶら下がっている。 ドローンの操縦者が装置の水源である消防車の後ろから装置を制御すると、ホースの両側にある一対のジェットが炎に水をかけます。 約２分半で火は消えた。

サップ（ポルトガル語で「ポート付きノズルシステム」の意味）と呼ばれる21kg（46ポンド）のドローンは、極端な山火事を撃退するための最新ツールの1つです。 ドローンは軽量で操作が簡単で、低空でも機敏に動きます。 翼長2.14メートル（7フィート）で、主に炭素繊維でできており、消防士が立ち入るには危険すぎる場所や難しすぎる場所に急降下することができる、とコインブラ大学のフィールドテックラボなどを率いる機械技術者のカルロス・ビエガス氏は語る。 -プロジェクトを主導しました。

「これは消防の未来だ」とコインブラからルーサのデモ会場に向かう途中、ユーカリが生い茂る山の斜面を黒い電気自動車で走りながら彼は語った。 「私たちは山火事の管理にロボット技術を導入しようとしています。消火活動中に人が死ぬのを防ぐためにはあらゆる機会に努力する必要があるのです。」

消火用ドローンのテストは、カナダの東と西で山火事が相次ぎ、数千人が避難する中行われた。 カナダでは今年、山火事により記録上最大の面積が焼失すると予想されている。 チリでも今年初め、熱波の最中に数百件の危険な山火事が発生した。

フライボードから一部インスピレーションを得たこのドローンは、山火事の検知と停止方法の改善に役立つ新技術を考案するという世界的な探求の一環である。 世界中の他の多くのコミュニティと同様に、ロウサーも次の火災を予期して暮らしています。 自治体の約70％は森林です。

ヨーロッパで最も重要な火災研究施設の一つと考えられているコインブラ大学森林火災研究所に隣接するデモンストレーション会場では、遠くにエメラルド色の山々がそびえ立ち、春の新芽が生い茂っている。 その上には風力タービンの列がそびえ立っています。

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ここの南と東では、2017年に2つの大きな山火事が発生し、消防士1人を含む117人が死亡した。 1つ目は6月にペドロガン・グランデを襲い、66人が死亡、253人が負傷し、5万3000ヘクタール（13万1000エーカー）が焼け落ちた。 2019年の研究によると、気候変動はその年の異常な干ばつと暑さという形で火災に痕跡を残した。 「2017 年は私たちにとって目を見張るような年だったと思います」とビエガスは言います。

今年も地域社会は危機に瀕している。現在も続く干ばつ、4月の記録的な熱波、そして発生中のエルニーニョ現象が、春から続く山火事の季節に火災が発生するのに最適な条件（乾燥と暑さ）を作り出すために共謀しているからだ。秋まで。 ポルトガル自然保護森林研究所（ICNF）によると、今年ポルトガルではすでに7,000ヘクタール（17エーカー）以上が焼失した。

この山火事の季節がどの程度深刻になるかを予測するのは難しいが、この夏はさらなる熱波によって干ばつが中断される可能性が高く、地域社会に備えが必要であることを意味すると、ポルトガル海洋大気研究所のリモートセンシング上級研究員イザベル・トリゴ氏は言う。 IPMA）。 彼女はポルトガルが毎年記録的な熱波に見舞われていると指摘する。 「発火・延焼の危険があります。」

気候変動が加速し、開発が森林に近づくにつれて、ヨーロッパで最も影響を受けている国の一つであるポルトガルでの山火事のリスクは今後も急増するだろう。 2018年の報告書では、10年あたりの国内の総焼失面積は1980年代から2000年代にかけて2倍の15万ヘクタール（37万エーカー）となり、今後10年間で50万ヘクタール（120万エーカー）以上に増加する可能性があると指摘した。

上空から炎を放つ新しい消火ドローンがポルトガルで試験中 (クレジット: April Reese)

この国の原生林の多くは火災に耐えるように進化しており、場合によっては火災が必要となるが、その森林の大部分はユーカリ（1830年代にポルトガルで最初に植えられたオーストラリアの木）や松のプランテーションに取って代わられた。 ポルトガル中部のユーカリで覆われた面積は、1995年から2018年の間に倍増した。

このプロジェクトで他の 2 社およびコインブラ大学と提携したポルトガルの消防車会社ハシントのエンジニアであるマリア・アラウーホ氏は、チームの多くの人にとってこのプロジェクトは個人的な重要性を持っていると語ります。 「多くの消防士もハシントの職員です…私たちは消防士のリスクを徹底的に排除したいと考えています。」

ルーサでのデモンストレーションには数分しかかかりませんでしたが、プロトタイプの開発にはほぼ 4 年かかりました。 チームが最初に試したホースが燃え尽きた。 効果的に火を消すのに十分な強い圧力を生み出すには、ノズルを微調整する必要がありました。 しかし、強い圧力により PVC ノズルが破裂したため、チームは代わりに、より重くて耐久性の高いステンレス鋼を採用しました。 そして数回のテストの後、炎の上で最大 50 メートル (164 フィート) 上空でホバリングしている間、機体を安定させてバランスを保つには、ノズルの両側に 1 つずつ、計 2 つの対称的なジェット流が必要であることが判明しました。

チームは現在、このプロトタイプを緊急対応部隊が消火活動の武器に追加できる製品に変えるために、助成金を申請し、潜在的な協力者と話し合っている。 現在のプロトタイプは17～24分間しか飛行できず、広く使用できるようになるには5万ユーロ（4万3000ポンド/5万3000ドル）の改造が必要だとビエガス氏は言う。

「私たちは、ドローンをもっと使いやすいものにしたいのです」と、ドローンを設計した開発研究所であるスリークラブの機械エンジニア、ラファエル・バティスタ氏は言う。 「非常に大きいので操縦は非常に簡単ですが、非常に冷静で専門知識のある人が必要です。」

モーターの大型化やその他の改良が加えられたとしても、ドローンの最善の用途は依然として初期段階または後期段階の火災を鎮めることである可能性が高く、有人ヘリコプターや「水爆撃機」飛行機などの従来の航空消火設備に取って代わるものではないと同氏は付け加えた。 「[これらの]場合、ドローンは何もしません。火災がすでにあまりにも不均衡であり、役に立たないからです。」 しかし、大きな火災はすべて小さな火災から始まります。研究者らは、火口のような状況が存在する場合には、このタイプのドローンが役立つ可能性がある早期鎮火が重要であることを発見しました。

消防用ドローンは数分以内に試験消火に成功した。 しかし、実際の山火事ではまだテストされていません (クレジット: ADAI/コインブラ大学)

それでも、消防用ドローンは非常に初期段階にあり、これまでのところ試験火災でのみ使用されており、実際には使用されていません。

米国バージニア州に本拠を置く国際消防署長協会の山火事政策上級顧問エリック・リッツェンバーグ氏は、原野の観点からドローンの適用範囲は限られていると考えていると語る。 「ほぼどんなツールでも、原野や原野の都市部の消防活動で命を救うことができ、既存のツールや潜在的なツールはすべて検討する価値があります。」と彼は言います。 「[しかし]消防ホースと水は非常に重いので、この設計で供給できる水の量は限られていると思います。非常に初期の段階を除いて、野原の火災を消すにはかなりの量の水が必要です。」 」

同氏は、この設計は比較的水源に近い場所に設置する必要があるようで、そのためアクセスが難しい野原火災での使用も制限されるだろうと付け加えた。 「おそらく、化学薬品や爆発物を伴う火災など、『危険すぎて近づくことができない』火災での使用の方がより有用です」と彼は付け加えた。

BBC はまた、この技術の実際の有用性について他の複数の情報源にコメントを求めたが、数人は、自分たちは関与していないため、このプロジェクトについてコメントできないと述べ、それがどれほど有用であるか知るのは難しいと述べた。製品についてはコメントしないというポリシー。

山火事のリスク増大に直面しているのはポルトガルだけではない。 すでに今月、カナダの山火事からの煙が北米全土の空を満たしています。 専門家らによると、気候変動が悪化するにつれて、山火事の管理に役立つ新技術の必要性は高まるばかりだという。

トリゴ氏によると、干ばつと熱波の激化と頻度の増加により、ポルトガルや世界中の森林が大規模で激しい山火事に対してますます脆弱になっているという。 「制御不能になる可能性のある山火事が発生するための材料がすべて揃っています。」

世界中の消防士や地域社会を山火事から守るために、他のハイテクツールを組み合わせて開発が進められています。 オレゴン州や米国の他のいくつかの州ですでに使用されている別のタイプのドローンは、火災の検出と追跡に役立つセンサーとカメラを使用しており、消防士がリソースを集中すべき場所を正確に特定できるようになります。 米国農務省が資金提供し、ジョージア州立大学の研究者らが主導したプロトタイプでは、風速と風向を検知し、火災が広がる場所を予測できるサーマルカメラが使用されている。 すでに市販されているさらに別のプロジェクトでは、消防士が煙や炎を通して視認できるように、ヘッドギアに取り付けられる熱視覚カメラを使用しています。

最も重要な進歩のいくつかは衛星技術の分野にあります。 温度、湿度、植生、地形などの衛星データは、消防士が現場に入る前に火災を監視および評価できるようにするデジタル マップを提供します。「衛星データを使用すると、地上のホットスポットを特定でき、その強さを特徴付けることもできます。 」とトリゴは言う。 「したがって、これらの火災が制御不能になる可能性がどの程度であるかを知ることができます。」

ヨーロッパ上空の最新世代の目は、地球の上空 36,000 km (22,360 マイル) から同じ場所の画像を 5 分ごとに撮影できます。 トリゴ氏によると、科学者らは今後数年でその時間差がさらに2.5分に縮まると予想しているという。 より近い距離、約 800 km (500 マイル) を周回する衛星は、現在、地球の表面を 10 m (32 フィート) 程度まで読み取ることができます。 より優れたセンサーにより画質も向上している、と Trigo 氏は付け加えます。 「表面をより詳細に見ることができます。つまり、これらの火災をより早い段階で特定できることを意味します。」

ラファエル・バティスタとその乗組員が消火用ドローンを解体する（クレジット：エイプリル・リース）

しかし、テクノロジーがまだできないことの1つは、山火事がどのように起こるかを正確に予測することである、とトリゴ氏は言う。これは、気候の変化で火災がより大きくなり、より予測不可能になるため、特に憂慮すべきデータのギャップである。

地上の消防士は、風の変化が火災の延焼を早めたり、火災を特定の方向に押し進めたりする可能性があるかどうかを知る必要があります。 しかし、専門家はAIの助けを借りて、植生状況やその他の要素に関する衛星データをドローン観測や気象データと組み合わせる方法に取り組んでいます。

「私たちがやりたいのは、火災がどのように進行し、リアルタイムで進化するかをモデル化することです」と Trigo 氏は言います。 「それは簡単ではありません。しかし、それが聖杯です。」

この記事を報道するためにかかった旅行による排出量は 10kg の CO2 でした。 この記事によるデジタル排出量は、ページ ビューあたり 1.2 グラムから 3.6 グラムの CO2 と推定されます。 この数値の計算方法について詳しくは、こちらをご覧ください。

ドローンのデモンストレーションが成功し、コインブラに戻る途中、ビエガスは道路の左側にいる作業員の乗組員を指差した。 彼らは低木、樹木、背の高い草を除去し、道路と森林の間に緩衝地帯を作っている。これは、山火事のリスクを軽減するためのポルトガルの2017年以降の戦略の一環である。

最近の消火技術はすべて進歩していますが、最善の防御策は、そもそも大規模火災が発生しないようにすることです。

車の窓からタバコの吸い殻が 1 つ投げ捨てられるだけで、火災が引き起こされる可能性があります。そして、潜在的な燃料がより多く除去されるほど、消防士が手の届きにくい小さな火災から消防士を守るためにドローンを必要とすることが少なくなり、深刻な火災に発展します。もの。

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