智能手机“摇身变”地震传感器


文/际 遇

 

说起地震,人们不免谈虎色变。由于地震常具有突发性和不可预测性,往往导致人们来不及躲避,给家庭、社会造成严重的灾难。目前,即使最精密的地震预警系统,依然不足以避免大级别地震造成的大规模破坏和人员伤亡。
不过,由美国加州大学伯克利分校的科学家研发的一款名为“MyShake”智能手机应用软件(APP),或许可以解决这个历史难题。当地震袭击我们所在的地区时,这款APP可以发送警报,把我们随身携带的智能手机变成临时的地震传感器,能够帮助大家避免地震的伤害。

探测地震
MyShake主要是利用智能手机的加速度传感器,来探测地震产生的运动。虽然智能手机传感器灵敏度比不上专业地震仪器,只能探测到10千米范围以内、5级以上的地震,但是其探测的消息传播速度还是快于地震波本身的速度,使得手机用户可以方便、快速地得知预警信息。而且,MyShake这种“分享型”APP可以以量取胜,110平方千米内只要有300个智能手机安装了MyShake,就能够准确计算出震源位置、震级和发生时间等关键数据。
那么,MyShake是如何与智能手机结合来探测地震的呢?简单地说,智能手机都配有陀螺仪,它可以识别动作。但是,只是依靠一台智能手机是不行的,因为手机用户时时处在移动之中,如果只是观察图表会发现一整天都在“地震”。庆幸的是,MyShake能通过收集海量用户的数据,对地震前兆进行有效判断。具体来说,MyShake通过一套复杂的算法对手机加速器收集的震动信息进行分析,由于算法已经经过研究人员的训练,可以将用户的移动和地震震动区分开来。例如,如果有100个相隔很近的用户同时感知到相似的活动,MyShake就可以判断出活动并不是因为个人的移动产生的,而是周围的环境在改变。
也就是说,一旦发现地震来临,MyShake会通过手机的运动感应器探测震动,收集大量相近手机用户的震动数据,并将信息发送到中央服务器,强大的中心服务器开始计算地点和地震强度。错误的位置信息将被过滤,因为服务器与现有地震、GPS监测站是相通的,它与无数手机也是相连的。

拯救生命
当地震爆发时,震中区是地震破坏最强的地区。当MyShake用户离震中距离比较远时,可以通过手机提前几秒接收到预警信号,这短短的几秒却可以决定人的生死。正如地震学家所说:“只需要几秒的预警,你就可以有时间卧倒、躲避或者待在原地不动。”根据科学家对过往地震的研究,如果每个人都可以躲到坚固的桌子下,地震来临时受伤的人数估计可以降低50%。
根据统计报告,2015年全球大概有34亿智能手机用户,MyShake的开发者表示,当全球有足够多的MyShake用户数量后,MyShake将能进一步大幅提高地震预警的提前时间和传播效率。安装MyShake的手机即使放在口袋或者包中也可以感知地震。
研究者的最终目标是利用手机组建一个地震监测网,它既能收集数据,又能发送警报。配合传统地震监测网络,能大大提高地震早期预警的速度和精确度,对于没有地震监测网络的发展中国家和地区,例如尼泊尔、秘鲁、巴基斯坦、土库曼斯坦和伊朗等,MyShake能拯救更多生命。

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