NASA 研發低成本熱感測器 提升野火前線消防員安全
NASA FireSense 計畫開發出以現成零件打造的低成本熱感測器,安裝於消防推土機上,當附近火焰輻射熱達危險閾值時,儀表板 LED 燈即閃爍警示操作員撤離。該感測器已於實際野火中測試成功,阿拉巴馬林業委員會計畫全面部署於旗下推土機隊。

文章重點
- NASA FireSense 以市售現成零件開發低成本熱感測器,安裝於消防推土機保護操作員安全
- 感測器採用烤箱等級熱電偶搭配 LED 閃爍警示,由 AA 電池供電,成本低且易操作
- 首組感測器 2025 年 9 月部署,第二組 2026 年 3 月安裝,已在實際野火中驗證成效
- 阿拉巴馬林業委員會計畫將感測器擴展至全車隊推土機
- 後續將整合 FireTIRS 熱紅外光譜儀及風速計,推動下一代火災預測模型研發
隨著野火高峰季節逼近,NASA FireSense 計畫的科學家已開發出一款低成本熱感測器,可安裝於消防推土機上,當附近火焰的輻射熱達到危險程度時,即時警示消防人員。這些感測器同時也為研究人員提供珍貴的火場地面數據。
消防推土機的前線挑戰
美國各地消防單位使用推土機(俗稱「消防推土機」)在火線前方清除植被、建立防火帶,以減緩或阻止野火蔓延。這項作業往往讓推土機及其操作員置身於距離火焰僅數英尺的位置。
阿拉巴馬林業委員會(Alabama Forestry Commission,AFC)正將旗下車隊更換為配備密閉駕駛艙「envirocab」的推土機型號。密閉駕駛艙雖然比開放式駕駛艙更能保護操作員,但也使得操作員更難以判斷火場輻射熱是否已達到危險溫度。
AFC 火災分析師 Ethan Barrett 指出:「問題不在於什麼會把推土機燒毀,而是什麼會讓推土機停擺。」高溫可能導致電線短路甚至熔化,使操作員受困於危險環境中。
NASA 的解決方案
NASA Ames 研究中心野火計畫經理 Ian Brosnan 表示:「當我們與合作夥伴共同開發技術來理解和應對野火時,地面觀測對於為太空觀測提供脈絡資訊至關重要。」
開發消防推土機熱感測器,不僅能對消防員安全產生即時影響,也能為科學家提供火場地面狀況的寶貴資訊。
感測器運作原理
AFC 對感測器的要求很簡單:低成本、易操作。
NASA Langley 研究中心野火計畫科學整合經理 Jennifer Fowler 說明:「我們使用的是市售現成零組件。安裝在車窗上用來量測溫度的熱電偶,就是烤箱或窯爐中使用的同款產品。」
該熱電偶連接至儀表板上一顆簡單的 LED 燈,位於操作員的直接視線範圍內。當熱電偶偵測到不安全的溫度時,LED 燈便會開始閃爍,提醒操作員遠離火線。整套系統僅靠 AA 電池供電。
阿拉巴馬大學亨茨維爾分校暨 NASA FireSense 研究科學家 Ryan Wade 表示:「安裝第二組感測器時,我們發現還缺一個零件,就直接跑到附近五金行買。NASA 的專業能力在此案中展現的不是儀器本身的新穎性,而是如何快速解決問題,並將技術整合到既有系統中。」
Fowler 於 2025 年 9 月安裝了第一組感測器,Wade 則在 2026 年 3 月安裝了第二組。
Barrett 表示:「自安裝以來,我們已在野火和計畫性燃燒中實際運用,效果良好。感測器完全按照預期運作,操作員也反映它有效提升了狀態感知能力。基於這次試驗的成功,我們正在評估為車隊所有推土機加裝此設備。」
推動火災科學前進
共同開發熱感測器是 NASA 與 AFC 超過一年合作關係的最新里程碑。NASA 科學家去年春天曾為 AFC 進行天氣及土壤濕度培訓課程,並與 AFC 地面人員合作,在實際野火中測試空中儀器。
展望未來,NASA FireSense 與 AFC 計畫整合「火災熱紅外光譜儀」(Fire Thermal InfraRed Spectrometer,FireTIRS),可量測溫度、火勢蔓延速率、火焰長度、火場對流及氣體排放等數據。
Fowler 也正在評估為推土機加裝風速計和緊湊型攝影機。風速計可提供風速和風向數據,攝影機則能記錄燃燒嚴重程度、蔓延速率、燃料類型與消耗量等資訊。
Fowler 指出:「這套儀器所收集的資料,將填補建立全面火災理解的重要缺口。這是讓我們邁向下一代火災模型的關鍵數據集,能幫助我們開發工具,為消防員提供更早的火勢預警。在野火現場,多爭取到的每一秒都至關重要。」
2026 年 4 月,研究人員與消防員齊聚阿拉巴馬州南部安達盧西亞市,討論消防挑戰與進展,並展示這項新技術。更多 FireSense 計畫照片可至 nasa.gov/firesense 瀏覽。
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本文由 LAETimes 編輯部審核發佈 ·


