Hệ thống giám sát cảm biến mới giúp cảnh báo sớm các vụ cháy rừng

VietTimes – Ưu điểm của hệ thống cảnh báo cháy rừng mới là có thể tự cung cấp nguồn điện trong quá trình hoạt động.

Ảnh: Digital Trends

Ảnh: Digital Trends

2020 thực sự là một năm con người phải hứng chịu nhiều thảm họa. Ngoài dịch bệnh, các thiên tai cũng xảy ra ở nhiều nơi trên thê giới. Một trong số những thảm họa nguy hiểm đó là cháy rừng, khi mà sự vô ý của con người kết hợp với điều kiện hạn hán kéo dài có nguy cơ biến những ngọn lửa nhỏ nhất thành một cảnh tượng hãi hùng.

Trong những năm qua, nhiều giải pháp đã được đưa ra nhằm phát hiện sớm các vụ cháy rừng như vậy. Tuy nhiên, chúng không thực tế và rất tốn kém. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan đang làm việc trên một giải pháp thay thế: Hệ thống báo động và phát hiện cháy rừng dựa trên các cảm biến chạy trên nguồn năng lượng điện thu được từ luồng gió thổi qua các cây rừng.

“Các hệ thống báo cháy rừng truyền thống sử dụng các tháp canh, tuần tra mặt đất, tuần tra trên không, giám sát vệ tinh và các công cụ hỗ trợ khác. Các biện pháp này đem lại hiệu quả thấp nhưng lại tiêu tốn một chi phí và lực lượng lao động khổng lồ”, ông Changyong Cao, trợ lý giáo sư về Kỹ thuật Điện và Kỹ thuật Máy tính tại MSU nói với Digital Trends.

Ảnh: Vietstock

Thảm họa cháy rừng ở Úc đầu năm 2020. Ảnh: Vietstock

“Trong những năm gần đây, các cảm biến báo cháy tiên tiến đã được đưa vào sử dụng rộng rãi hơn nhằm phát hiện và giám sát các vụ cháy rừng nhờ vào vào ưu điểm vượt trội của nó là chi phí thấp, độ chính xác cao, phản ứng nhanh và bền. Tuy nhiên, chúng cũng có nhược điểm là vì sử dụng pin nên hiệu suất hoạt động sẽ bị hạn chế do ảnh hưởng của tuổi thọ pin. Các hệ thống cảm biến báo cháy này yêu cầu sự thay thế pin thường xuyên và tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây ô nhiễm môi trường” – ông cho biết.


Theo dự án nghiên cứu, các nhà khoa học của đại học Michigan đã phát triển một thiết bị có chứa máy phát điện nano hình trụ nhiều lớp (viết tắt là MC-TENG) có khả năng thu thập động năng từ các cành cây. Thiết bị này bao gồm hai thanh dây cáp, trong đó, một cố định, cái còn lại dễ di chuyển được kết nối bằng một dây cao su hoặc lò xo.

Khi các cành cây rung chuyển hoặc đung đưa trong gió, hai bộ phận của MC-TENG sẽ tạo ra một dòng điện thông qua các mạch bên ngoài. Năng lượng thu thập được lưu trữ trong một siêu tụ điện dùng để cung cấp năng lượng cho các cảm biến phát điện. Khi các cảm biến khí và nhiệt độ phát hiện ra đám cháy, hệ thống cảm biến tự cấp nguồn (self-powered) sẽ gửi đi cảnh báo đến các nhà chức trách.

“Hiện tại, chúng tôi đã phát triển một vài nguyên mẫu của hệ thống cảnh báo cháy rừng tự cấp nguồn bằng cách tích hợp MC-TENG. Năm ngoái, chúng tôi đã nộp bằng sáng chế tới MSU Technologies, tuy nhiên nó vẫn chưa sẵn sàng được thương mại hóa” – ông Cao cho biết.

Nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí Advanced Functional Materials.

Theo Digital Trends