Impulsionados pela tecnologia moderna, as baterias de íons de lítio se tornaram uma parte indispensável de nossas vidas diárias. De smartphones, laptops a bicicletas elétricas e carros elétricos, essas baterias são populares por sua alta densidade de energia. No entanto, quando as baterias de íon de lítio são superaquecidas ou danificadas, elas podem causar um calor fora de controle, resultando em um incêndio ou explosão. Em 2023, o Departamento de Bombeiros de Nova York relatou 268 incêndios residenciais causados por baterias de bicicleta elétrica, matando 150 pessoas. Diante desse risco de incêndio cada vez mais grave, a equipe de pesquisa do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) está desenvolvendo uma nova tecnologia para detectar incêndios de baterias de lítio usando som.
Os pesquisadores do NIST descobriram que, antes que a bateria de íons de lítio esteja prestes a pegar fogo, as reações químicas ocorrem dentro da bateria, fazendo com que a pressão do ar aumente e a caixa da bateria começa a se expandir. Muitas baterias de íons de lítio têm válvulas de segurança que quebram quando a pressão interna é muito alta e libera gás, fazendo com que um "assobio" pareça semelhante à abertura de uma garrafa de bebida. Os pesquisadores notaram o som enquanto assistiam ao vídeo da explosão da bateria e decidiram verificar ainda mais sua viabilidade.
Para treinar algoritmos de aprendizado de máquina para identificar esse som em particular, os pesquisadores trabalharam com o laboratório da Universidade de Ciência e Tecnologia Xi'an para gravar 38 amostras de áudio antes da bateria explodir e ajustá -la em velocidade e tom para gerar mais de 1.000 Audios exclusivos amostra . Após o treinamento, a taxa de reconhecimento do algoritmo é tão alta quanto 94%. Os pesquisadores detectaram com sucesso o som de superaquecimento da bateria através de um microfone instalado na câmera. Para verificar a eficácia do algoritmo, os pesquisadores também usaram vários ruídos para realizar experimentos de interferência, e os resultados mostraram que apenas um número muito pequeno de ruídos confunde o detector.
Atualmente, a equipe de pesquisa apresentou seus resultados de pesquisa no Simpósio de Ciência e Tecnologia da Ásia-Pacífico e solicitou uma patente. No futuro, eles planejam testar mais tipos de baterias e microfones para confirmar o tempo de aviso para que a válvula de segurança se rompe, geralmente cerca de dois minutos antes que a bateria falhe. Por fim, espera -se que essa tecnologia se desenvolva em um novo alarme de incêndio, instalado em casas, escritórios e até armazéns com baterias grandes e estacionamentos de veículos elétricos, proporcionando às pessoas avisos de incêndio precoces.
Pontos -chave:
A equipe de pesquisa do NIST desenvolveu uma tecnologia de aviso de incêndio em bateria de lítio baseada em som para identificar o som de uma ruptura da válvula de segurança através de algoritmos de IA.
O algoritmo treinado tem uma taxa de reconhecimento de até 94%e ainda pode manter uma detecção eficiente sob interferências de ruído múltiplas.
No futuro, os novos alarmes de incêndio devem fornecer cerca de dois minutos de aviso prévio para ajudar as pessoas a escapar a tempo.