Đây là cách Google biến hàng triệu điện thoại Android thành hệ thống phát hiện động đất lớn nhất thế giới

Ngày 25/10/2022, một trận động đất 5,1 độ Richter làm rung chuyển Khu vực Vịnh California. May mắn thay, sự kiện này không gây ra thảm họa, chỉ khiến khu vực miền Tây nước Mỹ rung lắc nhẹ. Số lượng tin báo động đất từ cư dân địa phương liên tục được gửi về Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), tuy nhiên báo cáo không cho thấy thiệt hại nào đáng kể.

Ngoài cung cấp những dữ liệu nghiên cứu quý giá, trận động đất này còn mang một ý nghĩa đặc biệt khác: rất nhiều người trong khu vực đã nhận được cảnh báo động đất trước cả khi mặt đất bắt đầu rung chuyển.

Vào buổi tối ngày 6/8 vừa qua, cư dân khu vực Nam California cũng nhận được những thông báo sớm tương tự. Người dân nơi đây đã biết về trận động đất 5,2 độ Richter tới 30 giây trước khi cơn địa chấn diễn ra.

Những chiếc smartphone chạy Android nằm trong túi những người dân California đã giúp phát hiện sớm trận động đất.

Những năm gần đây, Google đã đang phối hợp với USGS cùng các chuyên gia đầu ngành công tác tại California để phát triển một hệ thống cảnh báo động đất sớm, có thể dự đoán sớm vài giây trước khi cơn địa chấn tới.

Khung thời gian rất nhỏ vẫn có thể giúp người dân địa phương nhanh chóng tìm nơi trú ẩn, như dưới gầm bàn hay những căn hầm kiên cố. Vài giây cũng đủ để các cơ quan dừng tàu, dừng máy bay cất và hạ cánh, cũng như ngăn xe đi lên cầu hoặc xuống hầm chui. Khi diễn ra một trận động đất lớn với khả năng tàn phá cao, một hệ thống cảnh báo sớm chỉ 1 giây cũng có thể giúp giảm thiểu thiệt hại.

Người dân khu vực California thường xuyên trải nghiệm động đất, các thiết bị đo cho thấy nơi đây có thể chứng kiến tới 100 cơn địa chấn nhỏ mỗi ngày. Phần lớn chúng quá yếu để gây ra thiệt hại, tuy nhiên mỗi năm California phải hứng chịu khoảng 15-20 trận động đất từ 4 độ Richter trở lên.

Hệ thống này tận dụng hai nguồn dữ liệu để đưa cảnh báo sớm. Đầu tiên, nó vận hành dựa trên mạng lưới 700 địa chấn kế lắp đặt bởi USGS, Viện Công nghệ California, Đại học California Berkeley và chính quyền địa phương. Bên cạnh đó, địa chấn kế của các bang Oregon và Washington cũng được liên kết với mạng lưới này, để hợp nhất thành một hệ thống có tên ShakeAlert.

Nhưng hệ thống không chỉ “đơn giản” vậy. Google đang thiết kế và xây dựng một mạng lưới phát hiện địa chấn khổng lồ, thông qua chính những chiếc smartphone đang được người dân tin dùng.

Phần lớn điện thoại thông minh hiện hành chạy Android đều được lắp gia tốc kế, là một bảng mạch nhỏ có thể phát hiện ra khi nào chiếc điện thoại di chuyển. Chúng thường được dùng để phát hiện điện thoại của bạn đang được đặt dọc hay nằm ngang, mà cũng hữu dụng khi đếm bước của người dùng mỗi khi họ tập thể dục.

Những cảm biến này nhạy đến mức chúng có thể trở thành những địa chấn kế tí hon.

Google đã cung cấp tính năng cảnh báo động đất cho thiết bị tại một số khu vực trên thế giới. Smartphone chạy Android sẽ sẽ tự động gửi tín hiệu về Hệ thống Cảnh báo Động Đất, mỗi khi nhận thấy sóng sơ cấp (Primary wave, ký hiệu: P) đặc trưng của một cơn địa chấn. Kết hợp với dữ liệu từ hàng ngàn, hàng triệu thiết bị Android khác, hệ thống có thể phát hiện ra trận động đất diễn ra tại đâu và khi nào.

Ngay lập tức, cảnh báo động đất sớm sẽ được gửi tới các thiết bị Android trong khu vực. Và bởi lẽ tốc độ truyền của tín hiệu vô tuyến nhanh hơn tốc độ sóng địa chấn truyền trong đất, cảnh báo giúp người dân xa tâm chấn sơ tán kịp thời.

Theo nhận định của Marc Stogaitis, một kỹ sư phần mềm đang làm việc tại bộ phận Android của Google: “Về cơ bản, chúng ta đang chạy đua bằng vận tốc ánh sáng (cũng xấp xỉ tốc độ du hành của tín hiệu điện thoại) trước tốc độ của một cơn địa chấn. May mắn thay, tốc độ ánh sáng nhanh hơn nhiều!”

Phần lớn dữ liệu đều được lấy từ thiết bị Android của người dùng, qua đó mở ra khả năng theo dõi địa chấn tại những nơi thiếu thiết bị địa chấn kế chuyên dùng, đắt đỏ. Với smartphone gắn gia tốc kế, những người dân tại các khu vực hẻo lánh cũng có thể nhận được cảnh báo sớm về những trận động đất.

Tháng 10/2022, kỹ sư Google thấy điện thoại trong khu vực Vịnh San Francisco đồng loạt gửi dữ liệu động đất về trung tâm, khi sóng địa chấn từ tâm chấn tỏa ra khắp chống. Ngày nay, hệ thống thường xuyên phát hiện sớm được những trận động đất lớn nhỏ, mỗi khi thiết bị Android phát hiện ra sóng địa chấn vượt ngưỡng an toàn.

Hiện tại, trong khoảng 16 tỷ thiết bị di động hiện hành, khoảng 3 tỷ thiết bị đang chạy hệ điều hành Android. Bên cạnh đó Hệ thống Cảnh báo Động đất đã đang hiện hành tại 90 quốc gia, là những nước thường xuyên xảy ra động đất.

Tuy nhiên, hệ thống tồn tại những giới hạn nhất định: chúng không thể hoạt động tối ưu tại những vùng hẻo lánh ít người dùng điện thoại, mà cũng không hoạt động tốt ngoài khơi xa, nơi những trận động đất có thể gây ra sóng thần. Dù hệ thống ta đang sở hữu có thể phát hiện động đất sớm vài giây, kỹ thuật phát hiện động đất vẫn còn chưa hoàn thiện, giới khoa học vẫn chưa hiểu rõ thảm họa thiên nhiên có thể gây thiệt hại lớn về người và vật chất.

Ngành địa chấn học đang mong muốn ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào phát hiện và khắc phục hậu quả động đất. Trong tương lai gần, AI có thể phân tích ảnh chụp vệ tinh khu vực xảy ra thảm họa để rút ngắn thời gian giải cứu, đồng thời đánh giá thiệt hại để xác định khu vực nguy hiểm tiềm tàng.

Chưa hết, AI có thể giúp các nhà khoa học dự đoán khả năng xảy ra dư chấn, vốn có thể ảnh hưởng tới những công trình đã đang hư hại sau trận động đất lớn.