CÔNG NGHỆ

Vào ngày 25 tháng 10 năm 2022, một trận động đất 5,1 độ Richter đã làm cho Khu vực Vịnh California rung lắc. Thật may mắn, sự kiện này không gây ra bất kỳ thảm họa nào, chỉ khiến miền Tây nước Mỹ có những cú rung nhẹ. Người dân trong khu vực đã liên tục gửi thông tin về trận động đất đến Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), nhưng các báo cáo không chỉ ra bất kỳ thiệt hại nghiêm trọng nào.

Bên cạnh việc cung cấp những thông tin nghiên cứu quan trọng, trận động đất này còn mang một ý nghĩa khác đáng chú ý: nhiều cư dân trong khu vực đã nhận được cảnh báo về động đất trước khi mặt đất bắt đầu rung lắc.

Vào tối ngày 6/8 vừa qua, cư dân ở Nam California cũng đã nhận được những thông tin cảnh báo sớm tương tự. Người dân trong khu vực này đã được thông báo về trận động đất 5,2 độ Richter trước khi cơn địa chấn xảy ra khoảng 30 giây.

Các chiếc smartphone sử dụng hệ điều hành Android của người dân California đã hỗ trợ trong việc phát hiện sớm trận động đất.

Trong những năm gần đây, Google đang hợp tác với USGS và các chuyên gia hàng đầu làm việc tại California để xây dựng một hệ thống cảnh báo động đất sớm, có khả năng dự đoán trước vài giây trước khi trận động đất xảy ra.

Thời gian ngắn ngủi có thể giúp người dân tại khu vực nhanh chóng tìm được chỗ ẩn nấp, chẳng hạn như dưới bàn hoặc trong những hầm chắc chắn. Chỉ vài giây là đủ để các cơ quan tiến hành dừng các chuyến tàu, đình hoãn máy bay cất cánh và hạ cánh, cũng như ngăn không cho xe lưu thông lên cầu hay xuống hầm chui. Trong trường hợp có một trận động đất mạnh với khả năng gây hại lớn, một hệ thống cảnh báo sớm chỉ cần 1 giây có thể góp phần giảm thiểu mức độ thiệt hại.

Cư dân tại khu vực California thường xuyên phải đối mặt với hiện tượng động đất. Các thiết bị đo lường cho biết khu vực này có thể xảy ra đến 100 cơn địa chấn nhỏ trong một ngày. Mặc dù phần lớn các trận động đất này quá yếu để gây thiệt hại, nhưng hàng năm, California vẫn phải chịu khoảng 15-20 trận động đất có cường độ từ 4 độ Richter trở lên.

Hệ thống này sử dụng hai nguồn dữ liệu để cung cấp cảnh báo sớm. Đầu tiên, nó hoạt động dựa trên mạng lưới 700 địa chấn kế được lắp đặt bởi USGS, Viện Công nghệ California, Đại học California Berkeley và các cơ quan địa phương. Ngoài ra, hệ thống cũng kết nối với các địa chấn kế từ hai bang Oregon và Washington, tạo thành một hệ thống đồng nhất được gọi là ShakeAlert.

Tuy nhiên, hệ thống không chỉ đơn thuần như vậy. Google đang phát triển và tạo ra một mạng lưới phát hiện động đất lớn, sử dụng chính những chiếc smartphone mà mọi người đang sử dụng.

Hầu hết các smartphone hiện nay sử dụng hệ điều hành Android đều được trang bị cảm biến gia tốc, một mạch điện nhỏ có khả năng nhận biết khi nào điện thoại di động đang di chuyển. Thiết bị này thường được sử dụng để nhận diện xem điện thoại của bạn đang đặt theo chiều đứng hay chiều ngang, bên cạnh đó còn rất hữu ích trong việc đếm số bước đi của người dùng khi họ tập luyện.

Các cảm biến này rất nhạy, đến nỗi chúng có thể hoạt động như những địa chấn kế thu nhỏ.

Google đã triển khai tính năng cảnh báo động đất cho các thiết bị ở một số khu vực trên toàn cầu. Các smartphone sử dụng hệ điều hành Android sẽ tự động truyền tín hiệu đến Hệ thống Cảnh báo Động Đất khi phát hiện sóng sơ cấp (Primary wave, ký hiệu: P) đặc trưng của một trận địa chấn. Dựa vào thông tin thu thập từ hàng ngàn, hàng triệu thiết bị Android khác, hệ thống có khả năng xác định vị trí và thời điểm xảy ra động đất.

Ngay lập tức, cảnh báo về động đất sẽ được phát đi tới các thiết bị Android ở khu vực đó. Do tín hiệu vô tuyến truyền đi nhanh hơn so với sóng địa chấn lan tỏa trong đất, việc cảnh báo này sẽ giúp người dân ở xa tâm chấn có thời gian để sơ tán an toàn.

Theo ý kiến của Marc Stogaitis, một kỹ sư phần mềm tại bộ phận Android của Google, ông cho biết: “Nói một cách tổng quát, chúng ta đang phải đối mặt với cuộc chạy đua ở vận tốc ánh sáng (gần như tương đương với tốc độ truyền tín hiệu điện thoại) trước sự xuất hiện của một cơn địa chấn. Thật may mắn, tốc độ ánh sáng nhanh hơn rất nhiều!”

Hầu hết thông tin đều được thu thập từ thiết bị Android của người dùng, điều này giúp tạo ra khả năng giám sát hoạt động địa chấn ở những khu vực không có thiết bị địa chấn chuyên dụng và đắt tiền. Nhờ vào smartphone trang bị cảm biến gia tốc, cư dân ở những vùng xa xôi cũng có thể nhận được thông báo sớm về các trận động đất.

Vào tháng 10 năm 2022, các kỹ sư của Google phát hiện rằng các điện thoại trong khu vực Vịnh San Francisco đồng loạt truyền tải thông tin về động đất về trung tâm điều hành, khi mà sóng địa chấn lan tỏa từ tâm chấn. Hiện tại, hệ thống này thường xuyên nhận diện sớm các trận động đất, lớn hay nhỏ, mỗi khi thiết bị Android ghi nhận sóng địa chấn vượt mức an toàn.

Hiện nay, trong tổng số khoảng 16 tỷ thiết bị di động đang sử dụng, có khoảng 3 tỷ thiết bị hoạt động trên nền tảng Android. Đồng thời, Hệ thống Cảnh báo Động đất đang được áp dụng tại 90 quốc gia, nơi thường xuyên xảy ra các trận động đất.

Tuy nhiên, hệ thống vẫn có những hạn chế nhất định: nó không thể hoạt động hiệu quả ở những khu vực xa xôi với ít người sử dụng điện thoại, cũng như không phát huy tác dụng tốt ở những vùng biển sâu, nơi mà các trận động đất có thể tạo ra sóng thần. Mặc dù hệ thống hiện tại có khả năng phát hiện động đất sớm trong vài giây, nhưng công nghệ phát hiện vẫn chưa đạt đến mức hoàn thiện, và giới khoa học vẫn chưa nắm rõ được tác động của thảm họa thiên nhiên có thể mang lại thiệt hại lớn về người và tài sản.

Ngành địa chấn học đang hướng tới việc áp dụng trí tuệ nhân tạo nhằm phát hiện và giải quyết hậu quả của động đất. Trong thời gian sắp tới, AI có khả năng phân tích hình ảnh từ vệ tinh của những khu vực bị thảm họa, giúp rút ngắn thời gian cứu hộ. Đồng thời, nó cũng có thể đánh giá mức độ thiệt hại để xác định những khu vực tiềm ẩn nguy cơ.

Không chỉ dừng lại ở đó, trí tuệ nhân tạo còn hỗ trợ các nhà nghiên cứu trong việc dự đoán khả năng xuất hiện của dư chấn, điều này có thể tác động đến những công trình đã bị hư hỏng sau các trận động đất lớn.