Thiết bị báo động cháy rừng nhỏ bằng quả thông

Tuy nhiên, ở khu vực thiếu nguồn lực, số công cụ trên rất tốn kém. Vì vậy mà một nhóm sinh viên mới tốt nghiệp phát triển giải pháp nhỏ hơn, đơn giản hơn và rẻ hơn: thiết bị báo động nhỏ bằng quả thông có tên Pyri để các cộng đồng dân cư có thể nhanh chóng sơ tán hay tiến hành dập tắt đám cháy.

Được làm chủ yếu từ sáp kết hợp than củi, Pyri mang loạt cảm biến dễ hòa nhập với môi trường mà không để lại chất thải. Thiết bị có thể được triển khai tại nơi dễ xảy ra hỏa hoạn, nằm yên chờ đợi nhiều năm chẳng cần bảo dưỡng. Khi xảy ra cháy thì nhiệt làm tan chảy chất kích hoạt bên trong, tạo ra tín hiệu báo động tần số thấp.

“Pyri giúp mọi người sơ tán sớm hơn đồng thời ngăn chặn đám cháy bùng phát trước lúc chúng vượt ngoài tầm kiểm soát. Nếu có thể dập tắt đám cháy nhỏ, nỗ lực kiểm soát sẽ dễ dàng hơn nhiều”, theo Karina Gunadi (thành viên nhóm phát triển thiết bị).

Pyri lấy cảm hứng từ quả thông - Ảnh: Courtesy Pyri

Từ bài tập thành thiết bị thực tế

Dự án Pyri vốn là bài tập của 4 sinh viên ngành kỹ thuật thiết kế, ở London. Ba trong số họ quyết định biến bài tập thành dự án thương mại sau khi tốt nghiệp. Ý tưởng đến từ cây thông – loài thực vật không chỉ sinh trưởng mạnh ở nơi dễ xảy ra hỏa hoạn mà còn cần đến lửa để sinh sản. Hạt của chúng chỉ được giải phóng khi phần nhựa bao phủ trái thông tan chảy dưới nhiệt độ cao.

Ngoài mô phỏng cơ chế trên, thiết kế ngoại hình của Pyri cũng có công năng như vân sọc gân bảo vệ cảm biến khỏi va đập, đặc biệt nếu chúng được triển khai trên cao nhằm bao phủ khu vực rộng lớn hoặc khó tiếp cận, cũng như tránh bị con người lẫn động vật chú ý.

Về mặt vật liệu, nhóm phát triển không công khai chi tiết về công nghệ kích hoạt hay thành phần vật liệu cụ thể, nhưng họ chủ trương dùng thiết bị điện tử hữu cơ và tránh kim loại đất hiếm cùng pin lithium-ion. Pyri sau khi cháy không để lại bất cứ thứ gì tác động xấu đến môi trường.

Tầm quan trọng của phát hiện sớm cháy rừng

Ngày nay, các vụ cháy rừng nghiêm trọng xảy ra thường xuyên hơn và kéo dài vì thời tiết khô nóng hơn trước. Biến đổi khí hậu là tác nhân chính, vì hạn hán cùng nhiệt độ toàn cầu tăng cao khiến đám cháy lớn hơn, nhanh hơn và khó dập tắt hơn. Cháy rừng cũng làm trầm trọng thêm biến đổi khí hậu.

Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) ước tính cháy rừng phát thải 6.687 triệu tấn CO2 vào năm 2023 – gấp 7 lần lượng khí thải từ ngành hàng không cùng năm. UNEP còn dự đoán đến cuối năm 2050 số vụ cháy rừng nghiêm trọng sẽ tăng 30%, đến cuối thế kỷ này tăng 50%. Nơi trước đây không dễ xảy ra cháy như bờ đông nước Mỹ, Siberia của Nga nay cũng hứng chịu hỏa hoạn.

Cháy rừng lan rộng với tốc độ hơn 22 km/giờ, do vậy, mỗi giây phút đều có giá trị. Một nghiên cứu do Đại học Quốc gia Úc thực hiện năm 2020 xác định phản ứng sớm 1 giờ có thể giảm 16% xảy ra cháy lớn.

Kể từ năm 2019, Cục Khoa học - Công nghệ (S&T) thuộc Bộ An ninh nội địa Mỹ đã hợp tác với nhiều doanh nghiệp nhỏ nghiên cứu và thử nghiệm thiết bị phát hiện cháy rừng mới đơn giản hơn.

Phương pháp thông thường dựa vào camera quang học hoặc camera nhiệt “nhìn thấy” ngọn lửa. S&T hy vọng thiết bị mới có thể “ngửi ra” khí hoặc hạt rắn trong không khí. Cục còn sử dụng dữ liệu từ nhiều thử nghiệm để huấn luyện thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI) dùng cho cảm biến.

Nhóm phát triển Pyri cũng tìm đến AI. Khi một trong số thiết bị triển khai bị kích hoạt, trí tuệ nhân tạo lập tức phân tích dữ liệu thời tiết lẫn hình ảnh vệ tinh nhằm xác định tín hiệu gửi về có phải cháy rừng không.

Cẩm Bình