ایمنی حریق ساختمان با هوش مصنوعی و اینترنت اشیا متحول می شود

هوش مصنوعی و اینترنت اشیا در آشکارساز هوشمند حریق و دود

نقش تحول‌آفرین هوش مصنوعی و اینترنت اشیا در ارتقای ایمنی حریق ساختمان

شکل ۱: مفهوم خانه هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی که دستگاه‌های مختلف را از طریق اینترنت اشیا به هم متصل می‌کند.

مفهوم «صنعت ۴.۰» با استفاده از فناوری‌های هوشمند و تحول دیجیتال، تغییرات چشمگیری در صنایع مختلف به همراه داشته است. تجلی این تحول در صنعت ساختمان، با عنوان «ساختمان‌سازی ۴.۰»، نحوه طراحی، ساخت و بهره‌برداری از دارایی‌های محیط‌های ساخته‌شده را دگرگون کرده است. ترکیب فناوری‌های هوشمند و دیجیتال، از جمله هوش مصنوعی (AI) و اینترنت اشیا (IoT)، می‌تواند منجر به افزایش بهره‌وری، ارتقای ایمنی حریق ساختمان و کاهش هزینه‌ها شود.

هوش مصنوعی به رایانه‌ها و ماشین‌ها امکان می‌دهد تا رفتار هوشمندانه انسانی را تقلید کرده و مسائل را حل کرده و وظایف را انجام دهند. اینترنت اشیا به شبکه‌ای از دستگاه‌های فیزیکی اطلاق می‌شود که به حسگرها، نرم‌افزارها و فناوری‌های هوشمند مجهز بوده و از طریق اینترنت با یکدیگر داده تبادل می‌کنند.

برای مثال، در صنعت ساخت‌وساز، هوش مصنوعی می‌تواند برای تحلیل پیش‌بینی‌کننده، برنامه‌ریزی پروژه و مدیریت ریسک به‌کار رود. این فناوری با تحلیل حجم عظیمی از داده‌ها، الگوها و روندها را شناسایی کرده و به پیش‌بینی مشکلات احتمالی و کاهش ریسک‌ها کمک می‌کند.

از سوی دیگر، اینترنت اشیا امکان پایش لحظه‌ای تجهیزات و سازه‌ها را فراهم می‌سازد. حسگرهای موجود در این دستگاه‌ها می‌توانند داده‌هایی مانند دما، رطوبت، لرزش و تنش را ثبت کرده و از این طریق نگهداری پیشگیرانه و ایمنی بیشتر را امکان‌پذیر کنند. با آنکه این فناوری‌ها هنوز در مراحل ابتدایی پذیرش در صنعت ساختمان قرار دارند، پتانسیل تحول‌آفرین آن‌ها بسیار زیاد است.

کاربرد هوش مصنوعی و اینترنت اشیا در ایمنی حریق ساختمان

کاربردهای هوش مصنوعی و اینترنت اشیا در حوزه ایمنی حریق، در سطح جهانی توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. این فناوری‌ها قابلیت بهبود در پیشگیری، تشخیص و واکنش به حریق را دارند. هوش مصنوعی می‌تواند با تحلیل داده‌های حاصل از دستگاه‌های IoT، خطرات احتمالی حریق را پیش‌بینی کرده و راهکارهای پیشگیرانه ارائه دهد.
برای مثال، الگوریتم‌های AI قادرند با تحلیل الگوهای داده‌ای حاصل از آشکارسازهای دود، حسگرهای دما و سایر تجهیزات متصل، نقاط و زمان‌های با احتمال بالای بروز حریق را شناسایی کنند. این قابلیت پیش‌بینی‌گرانه، امکان اتخاذ اقدامات پیشگیرانه پیش از وقوع حریق را فراهم می‌سازد

دستگاه‌های اینترنت اشیا نظیر آشکارسازهای دود هوشمند، حسگرهای دما و آژیرهای حریق، قابلیت اتصال به شبکه و پایش از راه دور دارند. در صورت بروز حریق، این تجهیزات می‌توانند هشدارهای فوری به مراجع ذی‌ربط ارسال کرده و واکنش سریع را ممکن سازند.

ترکیب AI و IoT همچنین می‌تواند راهبردهای واکنش به حریق را بهبود بخشد. برای مثال، داده‌های حاصل از حسگرهای اینترنت اشیا می‌توانند در مدل‌سازی‌های شبیه‌سازی رایانه‌ای مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده شده و به طراحی مسیرهای بهینه تخلیه و برنامه‌ریزی واکنش اضطراری کمک کنند.

در این بررسی فناورانه مختصر، به نقش تحول‌آفرین هوش مصنوعی و اینترنت اشیا در ارتقای ایمنی حریق ساختمان ها پرداخته شده و مسیر تحول آشکارسازهای دود از مدل‌های ابتدایی تا نسل جدید هوشمند بررسی می‌شود.

تکامل آشکارسازهای دود از ساده تا آشکارساز هوشمند

پیشرفت فناوری در زمینه آشکارسازهای دود (شکل ۲)، داستانی جذاب از تحول فنی در حوزه ایمنی حریق است. از هشداردهنده‌های گرمایی ساده در اوایل قرن بیستم تا دستگاه‌های پیچیده و به‌هم‌پیوسته امروز، هر نسل از این تجهیزات ایمنی بیشتری و قابلیت اطمینان بالاتری را به همراه داشته است.

در اواخر قرن نوزدهم، سیستم‌های اولیه تشخیص حریق عمدتاً مبتنی بر گرما بودند و بیشتر در مراکز تجاری به دلیل اندازه بزرگ و هزینه بالا به‌کار می‌رفتند.
در دهه ۱۹۳۰، نخستین آشکارسازهای دود قابل استفاده در منازل و محیط‌های اداری توسعه یافتند. با این حال، قیمت بالای این دستگاه‌ها باعث شد که عملاً در دسترس عموم قرار نگیرند.

تحول از کجا آغاز شد؟

تحول واقعی در دهه ۱۹۶۰ و با اختراع «آشکارساز دود یونیزاسیون» توسط فیزیکدان آلمانی والتر یاگر در سال ۱۹۵۱ آغاز شد. این آشکارسازها با استفاده از مواد رادیواکتیو جزئی، ذرات دود را در هوا تشخیص می‌دادند و نسبت به مدل‌های قبلی بسیار حساس‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر بودند. با این حال، نسبت به دودهای ناشی از آتش‌های شعله‌ور حساس‌تر بودند و امکان هشدارهای کاذب وجود داشت.

سهم مهمی از عمومی‌سازی ایمنی حریق ساختمان مربوط به اختراع «سیستم ارزان و باتری‌خور» توسط دواین دی پیرسال در سال ۱۹۶۵ بود. دستگاه او با نام SmokeGard700، از فناوری فوتوالکتریک استفاده می‌کرد که در تشخیص آتش‌های کندسوز و دودزا، بسیار مؤثرتر بود.
پس از آن، قوانین و مقررات متعددی در سراسر جهان الزام نصب این تجهیزات را در ساختمان‌های مسکونی تصویب کردند که نقشی اساسی در نجات جان افراد داشتند.
آشکارسازهای فوتوالکتریک، با استفاده از پراکندگی نور در حضور دود، عملکردی با هشدار کاذب کمتر دارند. امروزه، بسیاری از آشکارسازها از ترکیب حسگرهای یونیزاسیون و فوتوالکتریک استفاده می‌کنند که به عنوان «حسگرهای ترکیبی» شناخته می‌شوند. این رویکرد ترکیبی از سوی انجمن ملی حفاظت در برابر آتش آمریکا (NFPA) و آزمایشگاه‌های Underwriters تأیید شده است.

آنالیز بازار جهانی چه می گوید؟

شکل ۲: تصویری از یک آشکارساز دود مدرن

با این حال، این سیستم‌ها هنوز ممکن است نتوانند الزامات پیچیده ایمنی معاصر را به‌طور کامل پاسخ دهند. بر اساس گزارش بازار جهانی آشکارساز دود، پیش‌بینی می‌شود ارزش این بازار تا سال ۲۰۳۳ به ۳٫۸۸۵ میلیارد دلار آمریکا برسد؛ رشدی با نرخ ترکیبی سالانه ۷٫۱ درصد.

NFPA همچنین کاهش ۵۰ درصدی در تعداد آتش‌سوزی‌های مسکونی از سال ۱۹۸۰ تا ۲۰۲۲ را گزارش داده است؛ تعداد این حوادث از ۷۳۴ هزار مورد به ۳۶۳ هزار مورد کاهش یافته است. همچنین، زیان مالی ناشی از این حوادث، پس از تعدیل با نرخ تورم، در سال ۲۰۲۲ نسبت به ۱۹۸۰ حدود ۲۰ درصد کمتر بوده است. این کاهش چشمگیر تا حد زیادی مرهون نصب گسترده و نگهداری مناسب آشکارسازهای دود است.

ورود به قرن بیست‌ویکم، با همگرایی فناوری‌های خانه هوشمند و سیستم‌های ایمنی حریق همراه بوده است.

بر اساس جدیدترین تحلیل‌های مؤسسه  Virtue Market Research، ارزش بازار جهانی آشکارسازهای دود هوشمند در سال ۲۰۲۳ بالغ بر ۲٫۲۶ میلیارد دلار آمریکا برآورد شده است.

در دنیای فناوری‌های نوین، ادغام هوش مصنوعی (AI) و اینترنت اشیاء (IoT) در سیستم‌های اعلام حریق و دود، تحولی چشمگیر در ایمنی ساختمان‌ها ایجاد کرده است. مقاله‌ای با عنوان «هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء در آشکارسازهای هوشمند حریق و دود» به بررسی این موضوع می پردازد.

مفهوم خانه هوشمند با بهره‌گیری از AI و IoT

در عصر صنعت ۴.۰ فناوری‌های هوشمند و دیجیتال، از جمله هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء، نقش مهمی در بهبود بهره‌وری، افزایش ایمنی و کاهش هزینه‌ها ایفا می‌کنند. هوش مصنوعی امکان تحلیل داده‌های گسترده برای پیش‌بینی مشکلات و مدیریت ریسک را فراهم می‌سازد، در حالی که اینترنت اشیاء با استفاده از حسگرها، داده‌هایی مانند دما، رطوبت و لرزش را در زمان واقعی جمع‌آوری می‌کند.

کاربرد AI و IoT در ایمنی حریق ساختمان

ترکیب هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء در ایمنی حریق ، امکان پیش‌بینی خطرات آتش‌سوزی و ارائه اقدامات پیشگیرانه را فراهم می‌سازد. الگوریتم‌های هوش مصنوعی با تحلیل الگوهای داده‌های حسگرهای دود، دما و سایر دستگاه‌هایIoT، می‌توانند محل و زمان احتمالی وقوع آتش‌سوزی را پیش‌بینی کنند. در صورت وقوع حریق، این دستگاه‌ها می‌توانند هشدارهای فوری به مقامات مربوطه ارسال کرده و پاسخ سریع را تضمین کنند.

تکامل آشکارساز هوشمند دود

از اوایل قرن بیستم، آشکارسازهای دود از سیستم‌های حساس به حرارت به دستگاه‌های پیشرفته و متصل امروزی تکامل یافته‌اند. در دهه ۱۹۶۰، اختراع آشکارساز دود یونیزاسیون توسط فیزیکدان والتر یگر، انقلابی در ایمنی حریق ایجاد کرد. در سال ۱۹۶۵، دواین دی. پیرسال، آشکارساز دود فوتوالکتریک با نام SmokeGard 700 را معرفی کرد که در تشخیص آتش‌سوزی‌های آهسته و دودزا مؤثر بود. ترکیب حسگرهای یونیزاسیون و فوتوالکتریک، رویکردی جامع در تشخیص آتش‌سوزی ارائه می‌دهد.

آینده آشکارسازهای هوشمند

در قرن ۲۱، فناوری‌های خانه هوشمند، از جمله آشکارسازهای دود هوشمند، با استفاده از حسگرهای دیجیتال، میکروپردازنده‌ها و اتصال بی‌سیم، ایمنی را افزایش داده‌اند. این دستگاه‌ها با تحلیل داده‌ها و ارائه هشدارهای دقیق‌تر، به کاهش تلفات و خسارات ناشی از آتش‌سوزی کمک می‌کنند.

نتیجه‌گیری

ادغام هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء در سیستم‌های اعلام حریق و دود، گامی مهم در جهت افزایش ایمنی ساختمان‌ها و حفاظت از جان و مال افراد است. با پیشرفت این فناوری‌ها، انتظار می‌رود که سیستم‌های ایمنی حریق هوشمند، نقش کلیدی‌تری در مدیریت خطرات و پاسخ به حوادث ایفا کنند.

منبع: ifpmag

نویسندگان: محمد حامد مظفری، رکیب حسن و نیلوفر هوشیاری‌پور

در سایت ایران آلارم ، اپلیکیشن ایران آلارم  و شبکه های اجتماعی ( اینستا ، تلگرام ، ایتا ، روبیکا با آیدی @iranalarm ) آخرین اخبار ، تکنولوژی ها ، محصولات جدید شرکت های خارجی و تولیدکنندگان ایرانی و رویدادهای صنعت تجهیزات ایمنی و حفاظتی را دنبال کنید