مروری جامع بر تاثیر پهپاد در امدادگری و بلایای طبیعی
پهپادها به خاطر توانایی دسترسی سریع به مناطق دشوار و ارائه دید هوایی با هزینه نسبتاً کم، به ابزار مهمی در عملیات امداد و نجات تبدیل شدهاند. این وسایل میتوانند بدون نیاز به حضور مستقیم نیروی انسانی در مناطق خطرناک پرواز کنند و با این ویژگی از به خطر افتادن امدادگران جلوگیری میکنند. پهپادها قادرند مسافتهای طولانی را در زمان کوتاه طی کنند که امکان واکنش سریع به بلایای طبیعی را میسر میسازد. مطالعات نشان میدهد پهپادها مناطق وسیعی را در زمان کمتری نسبت به روشهای سنتی پوشش میدهند و میتوانند بهطور چشمگیری زمان یافتن مصدومان را کاهش دهند.
استفاده از پهپادها در امداد و نجات میتواند با کاهش زمان پاسخ و بهبود آگاهی از صحنه حادثه، جان بسیاری را نجات دهد. بهعلاوه، با پیشرفت فناوریهای نوین، تجهیزات تصویربرداری و سنجش متنوع پهپادها امکان ثبت دادههای میدانی از ارتفاع را بدون نیاز به زیرساختهای سنگین فراهم کرده است. برای مثال، در چند سال اخیر پهپادها در زمینلرزههای بزرگ سریعاً وارد عمل شده و نقشههای سهبعدی اولیه از مناطق آسیبدیده تهیه کردهاند؛ این پیشرفت نشان میدهد فناوری پهپادی میتواند به بخشی جداییناپذیر از سازوکارهای امدادی تبدیل شود.
فناوری و تجهیزات پهپاد در امداد
فناوری پیشرفته پهپادها شامل سامانههای تصویربرداری و حسگرهای متنوع (مانند دوربینهای معمولی، مادونقرمز و حرارتی) و نیز سامانههای ناوبری خودکار است. این حسگرها امکان میدهند پهپادها در شرایط تاریک یا پیچیده، نشانههای زندگی (مانند گرمای بدن یا علائم حیاتی) را شناسایی کنند. برای مثال، دوربینهای مادونقرمز میتوانند گرمای بدن یک فرد را در میان ویرانهها آشکار سازند. علاوه بر این، برخی پهپادها به تجهیزات ارتباطی پیشرفته مانند فرستندههای صوتی بیسیم یا نقاط دسترسی (Hotspot) مجهزند که در مناطق فاقد پوشش مخابراتی میتوانند کانال ارتباطی موقت فراهم کنند.
سامانههای ناوبری مانند GPS یا سیستمهای دیداری/موقعیتی، پرواز هدایتشده و خودکار پهپاد را ممکن میسازند به گونهای که پهپادها میتوانند بدون نظارت دائم انسان مسیرهای از پیش تعیینشده را طی کنند و حتی در صورت نیاز خودکار به نقطه آغاز بازگردند. ترکیب این فناوریها سبب شده پهپادها در محیطهای دشواری مثل شبِ تاریک یا شرایط مه و دود نیز بتوانند مأموریت را ادامه دهند و برای امدادگران زمینی اطلاعات میدانی ارزشمندی فراهم کنند.
انواع پهپادهای امدادی
پهپادهای امدادی عمدتاً به دو دسته مولتیروتور (چندبال) و بالثابت تقسیم میشوند. مولتیروتورها چند ملخ در اطراف بدنه دارند و توانایی پرواز درجا (hover) و تغییر جهت سریع را دارند. این ویژگیها باعث شده آنها برای جستجوی مصدومین در مناطق شهری یا بین ویرانهها بسیار مناسب باشند؛ بهعنوان مثال، در سیلاب یا مناطق صعبالعبور، پهپاد مولتیروتور میتواند در یک نقطه ثابت بایستد و منطقه را زیر نظر گیرد. در مقابل، پهپادهای بالثابت که شبیه هواپیماهای معمولی هستند دارای برد و استقامت پرواز بسیار بالاتری هستند و برای نقشهبرداری گسترده یا پوشش مناطق وسیع کاربرد دارند.
این پهپادها معمولاً برای پروازهای چندساعته و پیمودن مسافتهای طولانی طراحی شدهاند اما نیاز به باند بلند پرواز برای برخاست دارند. همچنین نوعی پهپاد به نام بالچرخان (VTOL یا ترکیبی) وجود دارد که سعی دارد پرواز عمودی مولتیروتر را با برد بلند پهپاد بالثابت ترکیب کند. انتخاب نوع پهپاد مناسب باید براساس نیاز عملیات (نظیر گستره منطقه یا وزن محموله) و ملاحظات محیطی (مانند وجود موانع یا شرایط جوی) انجام شود.
جستجو و کشف مصدومین با پهپاد
پهپادها با پوششدهی وسیع هوایی میتوانند در کوتاهترین زمان افراد گرفتار یا مصدوم در مناطق بحرانزده را شناسایی کنند. مطالعات نشان میدهد پهپادها قادرند بخش اعظم یک منطقه را سریعتر از روشهای سنتی جستجو نمایند و حتی قبل از رسیدن امدادگران، ارزیابی اولیه صحنه و تریاژ مقدماتی انجام دهند. برخی مدلهای پیشرفته به دوربینهای مادونقرمز و سنسورهای حرارتی مجهزند تا حتی گرمای بدن انسان را در میان آوار یا موانع شناسایی کنند.
با استفاده از الگوریتمهای ناوبری خودکار، پهپادها میتوانند مسیرهای منظم جستجو را پوشش دهند و در صورت وجود چند پهپاد، با هم هماهنگ عمل کنند تا زمان جستجو به حداقل برسد. این توانمندیها زمان یافتن مصدومان را بهطور چشمگیری کاهش میدهد و از اتلاف وقت در مناطق بحرانی جلوگیری میکند. بهعنوان مثال در برخی شبیهسازیها، پهپادها توانستهاند فرد مصدومی را در محیطی بسته و تاریک پیدا کنند که فاصله وی با هواپیمای بدون سرنشین بیش از صد متر بود. چنین قابلیتی بهویژه در زلزله یا آواربرداریهای خطرناک که چشم انسان بهتنهایی ممکن است از عهده دیدن رویت مصدوم برنیاید، بسیار مفید است.
انتقال تجهیزات پزشکی و کمکهای اضطراری
پهپادها در حمل و انتقال تجهیزات و ملزومات پزشکی نیز نقش مهمی ایفا میکنند. پهپادهای سبک و سریع میتوانند اقلام ضروری مانند پکهای کمکهای اولیه، دارو و تجهیزات احیاء (نظیر دستگاه شوک قلبی خارجی) را در کوتاهترین زمان به محل حادثه برسانند. در شرایطی که دسترسی زمینی دشوار شده است (مثلاً جادهها مسدود یا منطقه کوهستانی است)، پهپادها میتوانند بار را در موقعیت مشخص تحویل دهند.
همچنین پهپادهای بزرگتر با ظرفیت حمل بار سنگین وجود دارند؛ برای مثال، پهپادی که اخیراً معرفی شده قادر است تا ۳۰۰ کیلوگرم بار پزشکی حمل کند، بهگونهای که انتقال تجهیزات پزشکی بزرگ یا کانتینرهای کمکرسانی به مناطق کوهستانی یا دریایی را میسر میسازد. این قابلیت انتقال بار به ویژه در موارد اورژانسی مانند حمل اعضای پیوندی، خون یا واکسن به نقاط صعبالعبور میتواند جان انسانها را نجات دهد.
برقراری ارتباط اضطراری با پهپاد
پهپادها در بازسازی شبکههای ارتباطی پس از بلایای طبیعی نیز کاربرد دارند. پس از تخریب زیرساختهای تلفن یا اینترنت بر اثر سیل یا زلزله، تیمهای امداد میتوانند با پهپاد از بالا تصویر ویدئویی برجها و دکلهای مخابراتی تهیه کنند تا سریعتر محل خرابیها را بیابند. علاوه بر این، پهپادهای معلق (بالاسیمدار) میتوانند نقش ایستگاه موقت مخابراتی را ایفا کنند. به عنوان نمونه پس از طوفان فلوریدا، یک اپراتور مخابراتی پهپاد بالاسیمداری را در ارتفاع ۹۰ متری مستقر کرد که شعاع پوشش سلولی چند کیلومتری ایجاد نمود.
این پوشش موقت امکان برقراری تماس اضطراری و تبادل اطلاعات میان ساکنان آسیبدیده و امدادگران را فراهم آورد. همچنین برخی پهپادها مجهز به فرستندههای وایفای یا ماهوارهای هستند تا در صورت قطع شبکه تلفن همراه، ارتباطات اضطراری بدون وقفه ادامه یابد. به علاوه، پهپادها میتوانند تصاویر زنده ویدیویی از صحنه حادثه را به مراکز فرماندهی مخابره کنند تا فرماندهان عملیات در تصمیمگیری بهتر و هماهنگی سریعتر یاری شوند.
نقشهبرداری هوایی و بررسی موقعیت با پهپاد
تهیه نقشههای بهروز و دقیق از مناطق خسارتدیده برای برنامهریزی امداد ضروری است. پهپادها با ثبت تصاویر با وضوح بالا و پردازش آنها با نرمافزارهای ویژه، امکان نقشهبرداری سریع مناطق تخریبشده را فراهم میکنند. به طور مثال، پس از زلزله نپال در سال ۲۰۱۵، پهپادها نقشهی لحظهای منطقه را تهیه کرده و دید جامعی از خسارات ارائه دادند که برای عملیات امداد و بازسازی حیاتی بود. در سیلابهای گسترده نیز پهپادها میتوانند سطح آب و گستره سیلاب را اندازهگیری کنند و دادههای دقیقی برای تعیین مسیر جریان و نقاط بحرانی ارائه دهند.
نتایج یک مطالعه کتابسنجی نشان میدهد پهپادها به علت ارائه دید وسیع و دادههای سریع از مناطق سیلزده، ابزار موثری برای مدیریت بحران آب محسوب میشوند. ویژگی برجسته پهپاد در نقشهبرداری این است که برخلاف تصاویر ماهوارهای که ممکن است به دلیل ابرپوشی یا تأخیر زمانی محدودیت داشته باشند، پهپادها میتوانند به سرعت تصاویر با کیفیت بالا در لحظه وقوع رخداد تهیه کنند. به کمک این نقشههای بهروز، گروههای امداد میتوانند مناطق با اولویت بالای کمکرسانی را مشخص کرده و به توزیع منابع و اعزام تیمها دقیقتر عمل کنند.
پایش محیطی و پیشبینی بلایای طبیعی
پهپادها در پایش محیطی و پیشبینی بلایای طبیعی نیز کاربرد دارند. با نصب حسگرهای محیطی بر روی پهپاد، تغییرات اقلیمی و زمینشناسی قابل رصد است. برای نمونه، پژوهشها نشان میدهد پهپادها قادرند ناپایداری یخچالهای طبیعی را پایش کنند؛ این کار با اندازهگیری تغییرات حرارتی یا نوسانات جابهجایی یخ انجام میشود که در پیشبینی سیلابهای ناشی از ذوب ناگهانی یخ مفید است.
همچنین پهپادها میتوانند پیش از وقوع حوادث، نشانههای اولیه را شناسایی کنند؛ برای مثال، مشاهده نقاط داغ موضعی یا تغییر رنگ زمین میتواند هشداردهنده وقوع آتشسوزی یا رانش زمینی باشد. برخی سامانههای پهپادی حتی از حسگرهای گاز یا ذرات معلق استفاده میکنند تا کیفیت هوا یا حجم گلولای را اندازهگیری کنند. استفاده از این دادهها به مدیران بحران اجازه میدهد تصمیمات پیشگیرانه مانند تخلیه موقت مناطق خطر یا تقویت سدها را به موقع اتخاذ نمایند.
کاربرد پهپاد در زلزله
پهپادها در زلزله به عنوان ابزارهای نقشهبرداری و اکتشاف سریع کاربرد ویژهای دارند. این وسایل پروازی میتوانند با عبور از میان مناطق تخریبشده، تصاویر با وضوح بالا و مدلهای سهبعدی دقیق از ساختمانها و خیابانها تهیه کنند. چنین دادههایی امکان ارزیابی سریع میزان و عمق خرابیها را فراهم میآورد و به برنامهریزی عملیات امداد و بازسازی کمک میکند. بهعنوان مثال، پس از وقوع زمینلرزه فرضی، پهپادی گزارش تصویری از گسل و ریزش خاک ارائه میدهد؛ این اطلاعات به اورژانس امکان میدهد مسیر عبور را مشخص کرده و خودروهای سنگین کمک را هدایت کند. علاوه بر این، پهپادها با استفاده از الگوریتمهای تحلیل تصاویر میتوانند شکافها و ترکهای کوچک در سازهها را شناسایی کنند. این کار در تعیین ایمنی ساختمانهای مجاور و تخمین نیاز به تخریب یا تعمیرات سریع مؤثر است.
پس از جمعآوری تصاویر هوایی، دادهها بهصورت ابرنقاط سهبعدی پردازش میشوند تا یک مدل ساختارمند از خرابیهای ناشی از زلزله ایجاد شود. این مدل سهبعدی جزئیات بسیار زیادی مانند ترکها، وضعیت تیرچهها و نقاط آسیبدیده را نشان میدهد. چنین تحلیلی به مهندسان عمران کمک میکند که خطرات سازهای را ارزیابی کنند و بدانند کدام ساختمانها نیاز به مداخله فوری دارند. همچنین در مناطقی که راههای دسترسی مسدود شده، پهپادها میتوانند مواد و تجهیزات لازم برای نجات را به صورت مستقیم به مکان مصدومان برسانند. تجربه نشان میدهد بهرهگیری از پهپاد در مراحل اولیه پس از زلزله، امکان سازماندهی بهتر کمکها و نجات سریعتر را فراهم میآورد.
کاربرد پهپاد در سیل
پهپادها در سیلاب نقش محوری در یافتن مفقودین و ارزیابی خسارات دارند. در سیلابهای گسترده، تیمهای امداد با بهکارگیری پهپاد توانستهاند محل افراد گرفتار در جریان آب را شناسایی کنند. پهپادها همچنین با تصویربرداری از بالا وسعت آبگرفتگی را نقشهبرداری میکنند تا مسیر جریان آب و نقاط بحرانی مشخص شود. مطالعات کتابسنجی نشان میدهد پهپادها به دلیل ارائه دید گسترده و دادههای دقیق از مناطق سیلزده، ابزاری مؤثر برای مدیریت بحران سیلاب محسوب میشوند.
علاوه بر این، پهپادها میتوانند تغییرات سطح آب را بهصورت پیوسته تحت نظر گیرند؛ این پایش مداوم به تحلیل روند فروکش یا اوجگیری سیل کمک میکند. با ترکیب تصاویر پهپادی با دادههای سنجندههای زمینی، میتوان مدل پیشبینی دقیقتری از مسیر سیلابها ایجاد کرد. به عنوان مثال، اگر پهپاد نقشه از یک روخانه پرآب را بهدست آورد، مسوولان مدیریت بحران میتوانند مسیرهای آلوده را تعیین کرده و از جاری شدن آب به مناطق پرجمعیت جلوگیری نمایند.
کاربرد پهپاد در آتشسوزی جنگلها
پهپادهای مجهز به دوربینهای حرارتی و دیداری برای امداد در آتشسوزیهای جنگلی کاربرد ویژهای دارند. این پهپادها با شناسایی نقاط داغ و گسترش آتش، اطلاعات فوری و زنده به آتشنشانان ارائه میکنند تا بهترین مسیر حمله به حریق تعیین شود. همچنین حسگرهای حرارتی پیشرفته پهپاد میتوانند نشانههای اولیه آتشسوزی (مانند گرمای متمرکز حاصل از تجزیه مواد زیستی) را در مراحل آغازین شناسایی کرده و باعث هشدار زودهنگام شوند. بهره از چنین قابلیتی بهویژه در آتشسوزیهایی که دسترسی زمینی به آنها دشوار است، حیاتی است.
علاوه بر این، بعضی پهپادها به پرتو لیزری برای اندازهگیری فاصله مجهزند که میتواند انبوه دود را بررسی کرده و عمق آتش را تخمین بزند. استفاده مداوم از پهپاد در حریقهای بزرگ حتی به مستندسازی الگوی پیشروی آتش کمک میکند تا در دفعات بعدی بتوان مدیریت بهتری انجام داد. برای مثال، در آتشسوزی جنگلهای پهناوری در گذشته، پهپادها تصاویری از لبه آتش و سمت وزش باد تهیه کردهاند تا استراتژی مقابله مؤثرتری برنامهریزی شود.
کاربرد پهپادهای امدادی در ایران
ایران نیز در بهکارگیری پهپاد در عملیات امدادی اقدامات قابل توجهی داشته است. در سیل فروردین ۱۳۹۸، گروههای داوطلب پهپاد توانستند افراد مفقود در جریان سیلاب و مناطق کوهستانی را شناسایی کنند. همچنین پژوهشگران ایرانی پهپاد نجات دریاییای ساختهاند که با استفاده از مادونقرمز محل فرد غرقشده را شناسایی و حلقه نجات را به سوی او پرتاب میکند.
این تجربهها نشان میدهد فناوری پهپاد در ایران بهعنوان نیروی پشتیبان مؤثری برای امدادگران و نجاتدهندگان به کار میرود. با این حال، اطلاعات رسمی و سیستماتیک درباره بهکارگیری پهپاد در ایران محدود است. گزارشهای غیررسمی حاکی است که استفاده از پهپاد بهویژه توسط گروههای داوطلب و سازمانهای مردمنهاد در عملیاتهای غیرنظامی رو به افزایش است. گسترش این کاربرد نیازمند حمایت فنی و پشتیبانی قانونی است تا بهرهبرداری گستردهتر و ایمنتری از این فناوری صورت گیرد.
کاربرد پهپاد امدادی در سایر کشورها
در سایر کشورها نیز کاربرد پهپاد در پاسخ به بلایای طبیعی به سرعت در حال گسترش است. برای نمونه، مهندسان چینی پهپادی ساختهاند که میتواند تا ۳۰۰ کیلوگرم محموله پزشکی حمل کند و برای کمکرسانی در مناطق صعبالعبور طراحی شده است. پس از توفان دریایی «یان» در آمریکا، پهپادها برای پایش خرابی زیرساختها به کار رفتند؛ در این حادثه، یک اپراتور مخابراتی پهپاد بالاسیمداری را بهعنوان ایستگاه سلولی پرنده به کار گرفت تا پوشش تلفن همراه موقت در منطقهای چند کیلومتری ایجاد کند.
سازمانهای بینالمللی مانند برنامه جهانی غذای ملل متحد (WFP) نیز از سالها پیش در تمرینهای آمادهسازی برای بلایا از پهپاد استفاده کردهاند تا مناطق کمدسترسی را بگردانند. تجربههای جهانی نشان میدهد که پهپادها میتوانند در انتقال سریع کمکهای اولیه، نقشهبرداری سریع منطقه و بهبود هماهنگی بین تیمهای امدادی نقش مؤثری ایفا کنند.
چالشها و محدودیتهای پهپاد امدادی
با وجود مزایای متعدد، پهپادها در شرایط بحران محدودیتهایی نیز دارند. مهمترین محدودیت فنی آنها، عمر محدود باتری است که مدت پرواز را بهشدت محدود میسازد؛ افزودن محموله سنگینتر نیز مصرف انرژی را افزایش داده و زمان پرواز را کاهش میدهد. شرایط جوی نامساعد مانند باد شدید، باران یا گرمای شدید نیز بر کارایی و ایمنی پرواز تأثیر میگذارد. علاوه بر این، موانع طبیعی یا انسانساخت مانند خطوط برق، درختان بلند یا سازههای مرتفع میتوانند باعث برخورد پهپادها شوند.
محدودیت دیگر، قوانین هوانوردی است که معمولاً پرواز پهپادها را به محدوده دید مستقیم اپراتور و ارتفاع معینی محدود میکند؛ این محدودیت گاهی مانع از استفاده پهپادها در فاصلههای دورافتاده یا عملیات شبانه میشود. به علاوه، در مناطق شهری معمولاً سقف پروازی پایین است و نیاز است پهپادها از موانع به طور خودکار اجتناب کنند. تردد همزمان چند پهپاد در یک حوزه عملیاتی نیاز به هماهنگی دقیق ترافیکی دارد تا از برخورد پهپادها با یکدیگر یا هواگردهای دیگر جلوگیری شود. در مجموع، برای بهرهبرداری حداکثری از پهپاد در امداد باید این چالشها درنظر گرفته شده و راهکارهای فنی و مدیریتی مناسبی اندیشیده شود.
مقررات و ایمنی پرواز پهپاد در بحران
استقرار پهپاد در عملیات امداد تنها در صورتی میتواند ایمن و مؤثر باشد که مقررات هوانوردی و استانداردهای ایمنی بهخوبی رعایت شوند. اکثر کشورها برای پرواز پهپاد قوانین مشخصی دارند؛ این قوانین شامل محدودیتهایی مانند لزوم اخذ مجوز پرواز، رعایت فاصله امن از جمعیت و نقاط حساس، و عدم ورود به محدودههای هوایی ممنوعه یا نزدیک فرودگاهها است. رعایت این مقررات از وقوع برخوردهای ناخواسته یا مداخلات خطرناک در عملیات جلوگیری میکند.
همچنین آموزش تخصصی خلبانان پهپاد برای شرایط اضطراری اهمیت دارد؛ آنها باید تسلط کافی بر کنترل پهپاد و واکنش سریع در مواجهه با شرایط غیرمنتظره (مانند اختلال در سیگنال یا تغییرات ناگهانی باد) داشته باشند. هماهنگی با سازمانهای مدیریت بحران و هواپیمایی کشوری هم معمولاً برای اطلاع از محدودیتهای منطقهای و اخذ مجوز ضروری است. ایجاد دستورالعملهای مشخص برای انتشار دادههای حسگری (مثلاً عدم ذخیره نام و اطلاعات شخصی در ویدئوها) نیز از دیگر ملاحظات حقوقی و اخلاقی در این زمینه است. بهکارگیری مؤثر پهپاد در امداد مستلزم ترکیب فناوری پیشرفته با چارچوب قانونی و استانداردهای ایمنی است.
چشمانداز استفاده از پهپادها در امداد
با پیشرفت فناوری، چشمانداز استفاده از پهپادها در امداد نیز وسیعتر شده است. توسعه الگوریتمهای هوش مصنوعی و پروازهای گروهی هماهنگ (swarm) به پهپادها امکان میدهد بهصورت خودکار مسیریابی کنند و با یکدیگر هماهنگ عمل نمایند؛ این قابلیتها میتواند زمان جستجو را کاهش دهد و پوشش منطقه را افزایش دهد. از سوی دیگر، با گسترش زیرساختهای ارتباطی (مانند اینترنت اشیاء و شبکه 5G) و سیستمهای پردازش دادههای بلادرنگ در خود پهپاد، میتوان پاسخگویی سریعتر و تحلیل دادهها را به هنگام حادثه بهبود بخشید.
پیشرفت در فناوری باتری و موتورهای الکتریکی نیز امید میدهد برد و زمان پرواز پهپادها در آینده افزایش یابد. در نتیجه، میتوان انتظار داشت که پهپادها به بخشی جداییناپذیر از فرآیندهای امدادی تبدیل شوند و با کاهش زمان پاسخ، ارتقای ایمنی امدادگران و بهبود کارآمدی مدیریت بلایا، نقش پررنگی در نجات جان انسانها داشته باشند. استفاده دقیق و مسؤولانه از این فناوری نوظهور، میتواند دیدگاهی نوین در امدادگری و کاهش آسیبهای ناشی از بلایای طبیعی ایجاد کند.