وسیله ای برای تشخیص زمان زلزله

زمین‌لرزه‌ها که یکی از پرخطرترین بلایای طبیعی هستند بدون هشدار می‌آیند و معمولاً منجر به غافلگیری مردم ساکن در نقاط جغرافیایی‌ای که حادثه در آن اتفاق می‌افتد، می‌شود.

استارتاپهایی مانند Zizmos به‌روی سیستمهای هشداردهنده زمین‌لرزه با استفاده از سنسورهای اینترنت اشیاء کار می‌کنند تا بتوانند حصار چندین ساله عدم امکان آگاهی زودهنگام از وقوع زلزله را بشکنند.

تشخیص زلزله با اتصال چندین سنسور حساس به لرزش به یک سرور مرکزی انجام ‌می‌شود؛ این سیستم با تشخیص لرزش زمین در نزدیکی مرکز زمین‌لرزه و دادن هشدار به کاربرانی که نزدیک به منطقه زلزله‌خیز هستند، کار می‌کند.

این سیستم نیاز به تعداد زیادی سنسور برای پوشش دادن مناطق زلزله‌خیز دارد؛ هزینه این سنسورها طی دهه گذشته به‌واسطه پیشرفت تلفنهای هوشمند و تکنولوژیهای پوشیدنی به‌طور قابل توجهی کاهش یافته و منجر به ایجاد سیستمهای کم‌هزینه تشخیص زودهنگام زلزله می‌شود.

ژاپن در طول تاریخ زمین‌لرزه‌های بزرگی را تجربه و خطرات زلزله را به‌طور جدی لمس کرده‌ است؛ برای همین قوانین سختگیرانه‌ای برای ساخت ساختمانها و آموزش پرسنل جهت واکنش صحیح در مقابل فاجعه وضع می‌کند.

اما حتی پس از وضع این قوانین نیز، ویرانیها و آسیبهای جانی گسترده‌ای با هر زلزله بزرگ در ژاپن رخ می‌دهد؛ پس از وقوع زلزله 7.3ریشتری و مصیبت‌بار کیوتو در سال 1995 با تلفات شش هزار و 434 نفر، دولت این کشور در قالب سیستمهای تشخیص زودهنگام زلزله، از شهروندان و صنایع خود محافظت می‌کند.

فعالیتهای صنعتی می‌توانند قبل از شروع زلزله متوقف شوند تا کارگران بتوانند از تجهیزات حساس محافظت کنند، مردم نیز می‌توانند پیش از زلزله در مناطق امن مستقر شوند تا آسیب و تلفات زلزله کاهش پیدا کند.

امروزه ژاپن پیشرفته‌ترین سیستم تشخیص زودهنگام زلزله در سراسر جهان را دارد که هزینه آن یک میلیارد دلار برآورد شده است؛ استفاده از این سیستم روش مؤثری است اما برای همه کشورها مقرون به صرفه نخواهد بود و فقط کشورهای ثروتنمند می‌توانند از ‌آن استفاده کنند.

این سیستمها سنسورهای بسیار حساسی را در نزدیکی گسلها جاسازی کرده و از طریق ماهواره، تلفن، اینترنت و دیگر کانالهای ارتباطی، داده‌ها را به سرورهای مرکزی ارسال می‌کنند.

Zizmos در حال ایجاد یک سیستم تشخیص زودهنگام زلزله مبتنی بر اینترنت اشیاء است که هزینه‌ها را به‌طور مؤثری کاهش می‌دهد.

پروژه این استارتاپ که به‌عنوان یک پروژه تحقیقاتی در دانشگاه استنفورد آغاز شد، بودجه آن بنا بر گزارش آکادمی اینترنت اشیاء توسط بنیاد ملی علوم تأمین شده بود.

هشت سال تحقیق به‌دنبال یافتن تکنولوژی جدیدی برای کاهش اثرات زلزله در جهان انجام شده بود؛ این تحقیق به یافتن راه‌حلی برای استفاده از اینترنت اشیاء برای اتصال هزاران سنسور زلزله به یک سرور مبتنی بر ابر منجر شد.

هر سنسور یک شتاب‌سنج برای اندازه‌گیری لرزشها و همچنین الگوریتمهایی برای تشخیص زمین‌لرزه‌ها را دارد؛ هنگامی که زلزله‌ای شناسایی شود، سیگنالی در یک‌صدم ثانیه به یک سرور ارسال می‌شود.

داده‌های سنسورها که از همه سیستمها جمع‌آوری می‌شوند، توسط موتورهای محاسباتی پردازش شده تا مرکز زمین لرزه مشخص و موقعیت امواج لرزه‌ای مخرب تعیین شود.

داده‌ها به‌روشهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ اول از همه هشدارها با استفاده از اپلیکیشنهای تلفنهای هوشمند که از سرویسهای پیام‌رسانی ابر ارائه‌شده توسط اپل و گوگل استفاده می‌کنند، به افراد جامعه ارسال می‌شود.

علاوه بر این، اطلاعات جمع‌آوری‌شده از تمام سنسورها در یک منطقه جغرافیایی، برای ارزیابی خسارات زلزله به‌صورت لحظه‌ای تحلیل می‌شوند.

نقشه‌های ارزیابی خسارات آسیبهای وارده را به‌طور نسبی نشان می‌دهد؛ به این ترتیب مسئولان قادر خواهند بود ابتدا به مناطقی که بیشترین آسیب را دیده‌اند خدمت‌رسانی کنند.

نقشه‌های ارزیابی خسارات در عرض چند دقیقه بعد از زلزله، از طریق ایمیل به آتش‌نشانیها ارسال می‌شود و در صورت قطع بودن برق نیز به دستگاه‌هایی که با باتری کار می‌کنند، فرستاده می‌شوند.

این اطلاعات زمان پاسخ‌دهی اضطراری را بهینه کرده و در صورت نیاز درخواست کمک می‌فرستند.

شبکه سنسور Zizmos می‌تواند بسته به فاصله بین کاربر و مرکز زمین‌لرزه حداکثر تا 90 ثانیه قبل از وقوع زلزله هشدار دهد؛ امواج لرزه‌ای با سرعت حدود دو مایل در ثانیه حرکت می‌کنند.

بنابراین اگر شما 30 مایل از مرکز زمین‌لرزه فاصله داشته باشید، 15 ثانیه زمان می‌برد تا زمین‌لرزه به شما برسد و شما می‌توانید 15 ثانیه زودتر هشدار دریافت کرده و زمان لازم برای حفظ ایمنی را داشته باشید.

خسارت به زیرساختها و جان مردم می‌تواند با متوقف کردن حمل‌ونقل عمومی و کارخانه‌ها قبل از وقوع زلزله کاهش یابد.

سنسورهای مستقل اینترنت اشیاء Zizmos، افزوده بر اپلیکیشن موبایل این شرکت (Zizmos eQuake) هستند و برای کاربران iOS و اندروید به‌صورت رایگان عرضه می‌شوند.

پس از دانلود برنامه و ثبت‌نام، موبایل کاربر آماده دریافت هشدار براساس مکان خود خواهد بود.

توسعه‌دهندگان Zizmos در حال توسعه قابلیتهایی هستند که از شتاب‌سنج داخلی در موبایلهای هوشمند به‌عنوان سنسور تشخیص زمین‌لرزه استفاده کند.

در راستای کاهش مصرف باتری، این سنسورها تنها زمانی فعال می‌شوند که موبایل به یک شارژر وصل شود؛ همچنین برای جلوگیری از هزینه دیتای موبایل، سنسور فقط هنگامی که اتصال Wi-Fi برقرار باشد، کار می‌کند.

طی 10 سال گذشته پیشرفت‌ سیستمهای میکرو الکترومکانیکی (MEMS) هزینه سنسورهای تشخیص حرکت را به کمتر از یک دلار کاهش داده است در حالی که هزینه سنسورهای تشخیص زلزله سنتی به هزاران دلار می‌رسد.

کاهش هزینه سنسورها یکی از محرکهای اصلی اینترنت اشیاء است.

یکی دیگر از محرکهای اینترنت اشیاء وجود دائمی اتصال به اینترنت در همه جا است که امکان اتصال سنسورها به سرورهای مبتنی بر ابر را فراهم می‌کند.

با گذشت هر ثانیه، هزاران پیام از سنسورها به سرورها برای تحلیل و ارسال هشدار در صورت نیاز، فرستاده می‌شود.

در حال حاضر متخصصان علوم حوزه داده قادر به جمع‌آوری داده‌هایی هستند که پیش از این قابل دسترس نبودند که در نتیجه آن می‌توان راه‌حلهایی برای هوشمند و ایمن‌تر کردن شهرها ارائه کرد.

این استارتاپ با استفاده از سنسورهای کم‌هزینه، اتصال به اینترنت و خدمات ابر، امکان بهره‌مندی از تکنولوژیهای تشخیص زلزله را برای کشورهایی که در گذشته توانایی پرداخت هزینه هنگفت آن را نداشتند، فراهم می‌کند.