ด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้กลายเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในชีวิตประจำวันของเรา จากสมาร์ทโฟนแล็ปท็อปไปจนถึงจักรยานไฟฟ้าและรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่เหล่านี้ได้รับความนิยมจากความหนาแน่นของพลังงานสูง อย่างไรก็ตามเมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนร้อนเกินไปหรือเสียหายพวกเขาสามารถทำให้เกิดความร้อนจากปฏิกิริยาการควบคุมส่งผลให้เกิดไฟไหม้หรือระเบิด ในปี 2023 แผนกดับเพลิงนิวยอร์กซิตี้รายงานว่ามีไฟไหม้ที่อยู่อาศัย 268 ครั้งที่เกิดจากแบตเตอรี่จักรยานไฟฟ้าฆ่าคน 150 คน ต้องเผชิญกับความเสี่ยงจากไฟไหม้ที่รุนแรงมากขึ้นเรื่อย ๆ สถาบันวิจัยมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) กำลังพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อตรวจจับไฟจากแบตเตอรี่ลิเธียมโดยใช้เสียง
นักวิจัยของ NIST พบว่าก่อนที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกำลังจะเกิดไฟไหม้ปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่ทำให้แรงดันอากาศเพิ่มขึ้นและกรณีแบตเตอรี่เริ่มขยายตัว แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำนวนมากมีวาล์วความปลอดภัยที่แตกเมื่อแรงดันภายในสูงเกินไปและปล่อยก๊าซทำให้เสียง "ฟ่อ" คล้ายกับการเปิดขวดเครื่องดื่ม นักวิจัยสังเกตเห็นเสียงในขณะที่ดูวิดีโอการระเบิดของแบตเตอรี่และตัดสินใจที่จะตรวจสอบความเป็นไปได้ต่อไป
ในการฝึกอบรมอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อระบุเสียงนี้โดยเฉพาะนักวิจัยได้ทำงานร่วมกับห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี Xi'an เพื่อบันทึกตัวอย่างเสียง 38 ตัวอย่างก่อนที่แบตเตอรี่จะระเบิดและปรับด้วยความเร็วและเสียงเพื่อสร้างตัวอย่างเสียงที่ไม่ซ้ำกันมากกว่า 1,000 ตัวอย่าง . หลังจากการฝึกอบรมอัตราการรับรู้ของอัลกอริทึมสูงถึง 94% นักวิจัยตรวจพบเสียงของความร้อนสูงเกินไปของแบตเตอรี่ผ่านไมโครโฟนที่ติดตั้งบนกล้อง ในการตรวจสอบประสิทธิภาพของอัลกอริทึมนักวิจัยยังใช้เสียงต่าง ๆ เพื่อทำการทดลองรบกวนและผลการวิจัยพบว่ามีเพียงเสียงรบกวนจำนวนน้อยมากที่ทำให้เครื่องตรวจจับสับสน
ในปัจจุบันทีมวิจัยได้นำเสนอผลการวิจัยของพวกเขาในการประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์ดับเพลิงและเทคโนโลยีเอเชียแปซิฟิกและยื่นขอสิทธิบัตร ในอนาคตพวกเขาวางแผนที่จะทดสอบแบตเตอรี่และไมโครโฟนประเภทมากขึ้นเพื่อยืนยันเวลาเตือนสำหรับวาล์วความปลอดภัยที่จะแตกโดยปกติประมาณสองนาทีก่อนที่แบตเตอรี่จะล้มเหลว ในที่สุดเทคโนโลยีนี้คาดว่าจะพัฒนาเป็นสัญญาณเตือนไฟไหม้ใหม่ติดตั้งในบ้านสำนักงานและคลังสินค้าที่มีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่และลานจอดรถรถยนต์ไฟฟ้าทำให้ผู้คนได้รับคำเตือนจากไฟไหม้
ประเด็นสำคัญ:
ทีมวิจัย NIST ได้พัฒนาเทคโนโลยีเตือนไฟไหม้แบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้เสียงเพื่อระบุเสียงของการแตกของวาล์วความปลอดภัยผ่านอัลกอริทึม AI
อัลกอริทึมที่ผ่านการฝึกอบรมมีอัตราการรับรู้สูงถึง 94%และยังสามารถตรวจจับได้ว่ามีประสิทธิภาพภายใต้การรบกวนเสียงรบกวนหลายครั้ง
ในอนาคตคาดว่าจะมีการเตือนไฟไหม้ใหม่ประมาณสองนาทีของการเตือนล่วงหน้าเพื่อช่วยให้ผู้คนหลบหนีทันเวลา