รายงานวิจัย
วิทยาศาสตร์
ทุนสนับสนุนงานพื้นฐาน (Fundamental Fund)
2569
การพัฒนาต้นแบบระบบการตรวจจับไฟไหม้แบบเรียลไทม์โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง
A Real-time Fire Detection System Prototype Based on AI and IoT Technologies
ไฟป่าเป็นปัญหาที่สำคัญและส่งผลกระทบที่รุนแรงทั่วโลก โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีป่าและภูเขาซึ่งมีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดไฟไหม้และยากต่อการควบคุมไฟไม่ให้ลุกลามไปยังพื้นที่อื่น ไฟไหม้ที่ไม่เพียงแต่ทำลายทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม แต่ยังส่งผลกระทบต่อเศรษฐกิจและสุขภาพของมนุษย์อย่างมาก (อภิเษก หงษ์วิทยากร, 2565) ยิ่งไปกว่านั้นพื้นที่ป่าและภูเขายังเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด และมีความสำคัญในเชิงระบบนิเวศ เช่น การรักษาความหลากหลายทางชีวภาพ การควบคุมการกัดเซาะของดิน และการเก็บกักน้ำ การสูญเสียพื้นที่ป่าเนื่องจากไฟป่าทำให้ระบบนิเวศเสื่อมโทรม ส่งผลต่อการสูญเสียพันธุ์พืชและสัตว์ที่หายากและใกล้สูญพันธุ์ รวมถึงผลกระทบต่อชุมชนท้องถิ่นที่ต้องพึ่งพิงทรัพยากรธรรมชาติในการดำรงชีวิต สาเหตุของการเกิดไฟป่าสามารถเกิดได้จากหลายสาเหตุทั้งเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น ฟ้าผ่า กิ่งไม้เสียดสีกันและภูเขาไฟระเบิด เป็นต้น รวมถึงไฟป่าที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์ ตัวอย่างเช่น การเผาขยะ การหาของป่าและการจุดไฟเพื่อเหตุผลทางการเกษตร เป็นต้น
ประเทศไทยเป็นอีกประเทศหนึ่งที่ได้รับผลกระทบอย่างมากจากเหตุการณ์ดังกล่าว จากรายงานการดับไฟป่าของหน่วยงานควบคุมไฟป่า ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2567 (สำนักป้องกัน ปราบปราม และควบคุมไฟป่า, 2567) พบว่าภาคเหนือของประเทศมีการเกิดไฟป่าจำนวน 3,635 ครั้ง และมีพื้นที่ที่ถูกไฟไหม้เป็นจำนวน 127,580.18 ไร่ ส่วนภาคตะวันออกเฉียงเหนือมีการเกิดไฟป่าจำนวน 2,989 ครั้ง และมีพื้นที่ที่ถูกไฟไหม้เป็นจำนวน 82,228.91 ไร่ ตามลำดับ โดยสาเหตุของไฟไหม้ประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 3 อย่าง คือ 1) ความร้อน 2) เชื้อเพลิง และ 3) ก๊าซออกซิเจน รวมเรียกว่า (Fire Triangle) ดังนั้นเมื่อมีองค์ประกอบ 3 อย่างรวมกันในสัดส่วนที่ถูกต้อง ไฟก็สามารถเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติ (Benson, 2020) จากที่กล่าวมาในข้างต้นจะเห็นได้ว่าไฟป่าเป็นปัญหาที่มีความซับซ้อนและส่งผลกระทบอย่างกว้างขวาง การวิจัยเกี่ยวกับการป้องกันไฟป่าในพื้นที่ป่าและภูเขามีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาแนวทางการจัดการที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืน การศึกษาสาเหตุและปัจจัยเสี่ยง การพัฒนาระบบการตรวจจับและเตือนภัย การจัดการเชื้อเพลิง และการฟื้นฟูพื้นที่หลังเกิดไฟป่าล้วนเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นในการแก้ไขปัญหาไฟป่า การมีส่วนร่วมของชุมชนท้องถิ่นและการพัฒนาความร่วมมือระหว่างหน่วยงานต่าง ๆ เป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความสำเร็จของโครงการและความยั่งยืนในการป้องกันไฟป่าในระยะยาว
ปัจจุบันมีการพัฒนาระบบป้องกันไฟไหม้โดยมีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี อาทิ ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence: AI) และ อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (The Internet of Things: IoT) รวมถึงอุปกรณ์ เซ็นเซอร์ต่าง ๆ ที่สามารถทำงานร่วมกันได้อย่างลงตัว ตัวอย่างงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับระบบป้องกันหรือตรวจจับการเกิดไฟป่าและไฟไหม้ เช่น Kakde, Arora, & Sharma (2018); Sairi et al., (2023); Thapa et al., (2021); Mekni (2022); Mehta, Sharma, & Mishra (2021) เป็นต้น Kakde, Arora, & Sharma (2018) ได้เสนอระบบต้นแบบสำหรับการตรวจจับการเกิดไฟไหม้แบบเรียลไทม์ ด้วยเทคนิคการวิเคราะห์สีจากภาพโดยใช้ OpenCV และแจ้งเตือนผู้ใช้งานผ่าน Google Text to Speech จากผลการทดลองพบว่าระบบต้นแบบมีความแม่นยำในการตรวจจับการเกิดไฟไหม้ ระบบเผ้าระวังและตรวจจับไฟป่าถูกนำเสนอโดย Thapa et al., (2021) ซึ่งมีการนำความแตกต่างของแผนที่ รวมถึงอุณหภูมิผิวดินมาประยุกต์ใช้สำหรับการพัฒนาต้นแบบของการตรวจจับไฟไหม้ นอกจากนี้ยังมีการนำข้อมูลจากแหล่งต่าง ๆ มาใช้วิเคราะห์อัตราความเสี่ยงของการเกิดไฟไหม้โดยเลือกพื้นที่ของประเทศเนปาล จากนั้นทำการแจ้งเตือนไปยังผู้ใช้ระบบผ่าน บริการข้อความสั้น (SMS) และอีเมล ขณะที่งานของ Mekni (2022) ทำการสร้างระบบป้องกันไฟป่าโดยประยุกต์ใช้บอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ที่ถูกติดตั้งด้วยเซ็นเซอร์ตรวจจับควันและเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่สามารถส่งสัญญาณเสียงเตือนเมื่อตรวจพบการเกิดไฟไหม้ โดยมีเป้าหมายในการเชื่อมอุปกรณ์ IoT เข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบสำหรับการแจ้งเตือนเหตุการณ์ไฟไหม้
ถึงแม้ว่าจะมีการพัฒนาเทคโนโลยีที่ช่วยป้องกันไฟไหม้มามากกว่า 30 ปี อย่างไรก็ตามปัญหาไฟป่าก็ยังคงเกิดขึ้นทั่วโลก ซึ่งยังคงเป็นประเด็นที่ท้าทาย (Challenge) กับนักวิจัยที่ว่า จะทำอย่างไรถึงจะสามารถตรวจจับการเกิดไฟป่ารวมถึงการแจ้งเตือนไปยังหน่วยงานที่เกี่ยวข้องและชุมชนท้องถิ่นบริเวณใกล้เคียงได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว ดังนั้นผู้วิจัยจึงเล็งเห็นความสำคัญของการแก้ปัญหาและมีแนวคิดในการออกแบบและพัฒนาต้นแบบระบบการตรวจจับไฟไหม้แบบเรียลไทม์โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง เนื่องจากการตรวจพบเหตุการณ์ในระยะแรกเป็นสิ่งสำคัญเพราะสามารถลดความรุนแรงของไฟไหม้และช่วยจัดการสถานการณ์ที่ไม่คาดคิดได้ตั้งแต่แรกเริ่ม ด้วยความเสียหายน้อยที่สุด
ระบบการตรวจจับไฟไหม้, ปัญญาประดิษฐ์, เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของทุกสรรพสิ่ง