Znaleźli sposób na pożary elektryków. Dostaniesz 2 minuty na ewakuację

Naukowcy z amerykańskiego Narodowego Instytutu Norm i Technologii (NIST) opracowali system oparty na sztucznej inteligencji, który może zapobiec katastrofalnym skutkom pożarów akumulatorów litowo-jonowych.

Wai Cheong „Andy” Tam, badacz z NIST, zauważył podczas analizy nagrań eksplodujących baterii, że przed zapłonem można usłyszeć specyficzny dźwięk przypominający „kliknięcie-syczenie”. Ten odgłos pochodzi z zaworu bezpieczeństwa, który jest zaprojektowany tak, by uwolnić nagromadzone ciśnienie w twardych obudowach baterii. Chociaż dźwięk ten był znany w środowisku naukowym, wcześniejsze próby wykorzystania go jako narzędzia ostrzegawczego napotykały trudności. Głównym problemem było niezawodne odróżnienie sygnału zaworu od innych, podobnych dźwięków w otoczeniu, takich jak otwieranie napojów gazowanych. Tu z pomocą przyszła sztuczna inteligencja.

Dzięki zdolności do wczesnego wykrywania charakterystycznych sygnałów ostrzegawczych, system ten ma potencjał, by zapewnić cenny czas na interwencję, zanim pożar wybuchnie.

Jak AI uczy się rozpoznawać zagrożenie

Aby wyszkolić algorytm, zespół Tama podjął współpracę z laboratorium Uniwersytetu Nauki i Technologii w Xi'an w Chinach. Badacze przeprowadzili serię kontrolowanych eksplozji, detonując 38 akumulatorów litowo-jonowych, rejestrując dźwięki towarzyszące awarii zaworu bezpieczeństwa. Zebrane nagrania posłużyły do stworzenia bogatej bazy danych, obejmującej ponad tysiąc różnych wariantów dźwięków. Zmieniano takie aspekty jak prędkość czy wysokość dźwięku, aby przygotować algorytm do działania w różnych warunkach akustycznych.

Podczas testów sztuczna inteligencja osiągnęła imponującą skuteczność — prawidłowo identyfikowała dźwięk zaworu w 94% przypadków. Co więcej, detektor był wyjątkowo odporny na fałszywe alarmy. Nawet symulowane dźwięki z otoczenia, które mogłyby wprowadzić system w błąd, rzadko skutkowały błędnymi wskazaniami.

Dwie minuty na reakcję

Według Tama, zawór bezpieczeństwa w akumulatorach litowo-jonowych zazwyczaj ulega awarii na około dwie minuty przed osiągnięciem punktu bez powrotu, po którym następuje zapłon. Dzięki takiemu systemowi ostrzegawczemu możliwe będzie szybkie podjęcie działań - wyłączenia urządzenia i ewakuację.

Akumulatory litowo-jonowe są powszechnie używane w smartfonach, laptopach, pojazdach elektrycznych i wielu innych urządzeniach. Niestety, ryzyko ich samozapłonu, szczególnie w przypadku uszkodzenia, stanowi poważne wyzwanie. System opracowany przez zespół NIST może znaleźć zastosowanie zarówno w konsumenckich urządzeniach elektronicznych, jak i w pojazdach elektrycznych czy magazynach energii.