AI ตรวจจับเสียง รับรู้ไฟไหม้รถยนต์ไฟฟ้าล่วงหน้า 2 นาที

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน จัดเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนที่มีการใช้งานแพร่หลายภายในสังคม ได้รับการติดตั้งให้มีการใช้งานทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิด อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่ชนิดนี้กลับมีปัญหาแก้ไม่ตกคือ ไฟไหม้แบตเตอรี่ ที่อาจนำไปสู่อันตรายจนสร้างความเสียหายเป็นวงกว้าง

 

นี่เป็นเหตุผลในการคิดค้นพัฒนา AI รุ่นใหม่ที่ใช้ตรวจจับความเสียหายของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยเฉพาะ

 

 

AI ตรวจจับเสียงช่วยแจ้งเตือนสถานะแบตเตอรี่

 

ผลงานนี้เป็นของทีมวิจัยจาก National Institute of Standards and Technology(NIST) กับการพัฒนาอัลกอริทึม AI ในการตรวจจับความเสียหายที่เกิดขึ้นกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนผ่านเสียง ช่วยตรวจสอบความเสียหายของแบตเตอรี่และคาดการณ์เหตุไฟไหม้ที่อาจจะเกิดขึ้นได้ในระดับความแม่นยำถึง 94%

 

โดยพื้นฐานเมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับความเสียหาย เซลล์พลังงานที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้จะเริ่มบวมทำให้เกิดความเสียหายต่อปลอกหุ้มจนปริร้าว ในกระบวนการนี้วาล์วนิรภัยที่ติดตั้งลงในแบตเตอรี่ที่จะเกิดความเสียหายส่งเสียงคล้ายเปิดขวดโซดาขึ้นมาชั่วครู่ สิ่งนี้ทำให้ทางทีมวิจัยนำเสียงมาใช้ประโยชน์

 

พวกเขาทำการพัฒนาอัลกอริทึมในการจดจำเสียงแตกร้าวของวาล์วนิรภัยในแบตเตอรี่โดยเฉพาะ โดยการบันทึกเสียงข้อมูลของแบตเตอรี่ก่อนเกิดไฟไหม้ 38 ก้อน พร้อมชุดข้อมูลเสียงบันทึกมากกว่า 1,000 ตัวอย่าง รวมถึงเสียงกิจกรรมของมนุษย์อีก 1,128 ตัวอย่าง มาป้อนเข้าสู่ระบบ

 

ในขั้นตอนทดสอบการใช้งานทีมวิจัยได้ติดตั้งระบบประมวลผลเข้ากับไมโครโฟนในการบันทึกและแยกแยะเสียง ผลปรากฏว่าระบบสามารถแยกแยะเสียงความเสียหายของแบตเตอรี่ได้แม่นยำ โดยไม่ถูกรบกวนและสับสนจากเสียงชนิดอื่นในสภาพแวดล้อม ทำให้สามารถคาดการณ์แบตเตอรี่ที่เสียหายและเกิดความร้อนสะสมล่วงหน้าได้ถูกต้องถึง 93.9%

 

นี่จึงถือเป็นเครื่องมืออีกชนิดที่จะช่วยป้องกันและยับยั้งความเสียหายที่จะเกิดขึ้นจากเหตุการณ์ไฟไหม้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยเฉพาะ

 

 

ไฟไหม้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน กับข้อกังวลทางอัคคีภัย

 

จริงอยู่เมื่อเปรียบเทียบเชิงสถิติ เหตุการณ์ไฟไหม้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีโอกาสเกิดไฟไหม้น้อยกว่ารถยนต์สันดาปมาก กระนั้นด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวของแบตเตอรี่ เมื่อเกิดความเสียหายจนเกิดความร้อนสะสมมักเกิดขึ้นอย่างฉับพลันและรุนแรงจนมักเกิดความเสียหายเป็นวงกว้าง

 

สิ่งนี้เกิดจากธรรมชาติของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เมื่อมีการลัดวงจรความร้อนสะสมภายในแบตเตอรี่จะพุ่งไปถึงระดับ 1,100 องศาเซลเซียส ภายในระยะเวลาเพียง 1 วินาที จากนั้นเปลวเพลิงจะลุกท่วมตัวอุปกรณ์และบริเวณโดยรอบในพริบตา ต้นเพลิงอุณหภูมิสูงนี้เองที่ทำให้การระงับเหตุเป็นไปได้ยาก

 

เหตุไฟไหม้แบตเตอรี่ยังแตกต่างจากไฟไหม้ตามปกติโดยสิ้นเชิง การลุกไหม้ในไม่กี่วินาทีทำให้ในช่วงเวลาเริ่มต้นไม่เกิดควันมากนัก สวนทางกับกลไกตรวจจับไฟไหม้ตามปกติที่มักอาศัยการทำงานของเครื่องตรวจจับควันเป็นหลัก ทำให้เมื่อไฟไหม้แบตเตอรี่ระบบป้องกันอัคคีภัยจึงไม่สามารถแจ้งเตือนได้ทันท่วงที นำไปสู่อันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สินเป็นวงกว้าง

 

นี่จึงเป็นเหตุผลในการพัฒนา AI เพื่อตรวจจับเสียงแตกร้าวจากแบตเตอรี่โดยเฉพาะ เนื่องจากหลังแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเริ่มลัดวงจรจนสะสมความร้อน สิ่งที่เกิดขึ้นมักเป็นตัวแบตเตอรี่ที่เกิดการบวมและเสียหาย วาล์วความปลอดภัยจะส่งเสียงออกมา ซึ่งจะช่วยให้เหตุไฟไหม้แบตเตอรี่สามารถคาดการณ์ล่วงหน้าได้

 

จากข้อมูลสถิติในช่วงการทดสอบพบว่า เสียงวาล์วความปลอดภัยในแบตเตอรี่จะดังขึ้นเฉลี่ยราว 2 นาที ก่อนเกิดเหตุไฟไหม้ พร้อมระดับความแม่นยำ 94% จึงสามารถแจ้งเตือนล่วงหน้าเมื่อแบตเตอรี่เริ่มเสียหาย ซึ่งจะช่วยในการรับมือเหตุไฟไหม้และแจ้งเตือนผู้คนโดยรอบให้สามารรถอพยพได้ทันท่วงที

 

คาดว่าในอนาคต AI ตรวจจับเสียงนี้อาจช่วยให้เรารับมือความเสียหายจากเหตุไฟไหม้แบตเตอรี่ได้ดียิ่งขึ้นต่อไป

 

 

 

จริงอยู่เทคโนโลยียังอยู่ในช่วงเริ่มต้นจำเป็นต้องได้รับการค้นคว้าวิจัยเพิ่มเติม แต่หากได้รับการพัฒนาจนสมบูรณ์ นี่อาจเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยป้องกันเหตุไฟไหม้อย่างกว้างขวาง ทั้งในโรงจอดรถ สถานีชาร์จ อาคาร บ้านเรือน ที่พัก ไปจนโกดังเก็บของ ป้องกันเหตุไฟไหม้จากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรอบตัวต่อไป

 

ไม่แน่ว่าในอนาคตนี่อาจเป็นมาตรฐานใหม่ในอุปกรณ์แจ้งเตือนอัคคีภัยก็เป็นได้

 

 

 

 

ที่มา

 

https://interestingengineering.com/energy/lithium-battery-fire-sound-detecting

 

https://techxplore.com/news/2024-11-ai-lithium-battery.html