Tầm nhìn âm thanh nổi cải thiện dữ liệu “bay qua” cho năng lượng gió ngoài khơi

Khi bạn đang xem phim 3D, bạn có thể cảm ơn tầm nhìn âm thanh nổi vì biết chính xác khi nào đầu của con khủng long đó đủ gần để bạn nao núng. Tầm nhìn âm thanh nổi mang đến cho mọi người khả năng nhìn thấy các vật thể nằm ở đâu trong không gian và cách chúng ở bao xa.

Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) đã đưa ra một cách mới để tích hợp tính năng nhìn âm thanh nổi đó vào phần mềm để “nhìn” rõ hơn các kiểu bay của chim và dơi. Khả năng mới, thời gian thực này sẽ cho phép các nhà khoa học xác định rõ hơn các loài động vật và kiểu bay của chúng xung quanh các tuabin gió ngoài khơi.

Năng lượng từ các tuabin gió nằm trong đại dương hoặc các vùng nước khác phù hợp và phong phú hơn năng lượng từ các nhà máy gió trên đất liền. Tuy nhiên, khi các trang trại gió ngoài khơi đang được xây dựng, các nhà phát triển và cơ quan quản lý muốn hiểu rõ hơn về cách thức chim và dơi được tìm thấy ngoài khơi phản ứng với sự hiện diện của tuabin. Rủi ro tiềm tàng bao gồm khả năng động vật va chạm với tua-bin hoặc bị buộc phải đi vòng quanh chúng. Hiểu hành vi của động vật xung quanh các tua-bin ngoài khơi sẽ giúp định lượng những rủi ro này, đặc biệt là đối với các loài được bảo vệ hoặc nhạy cảm.

Đó là nơi PNNL HeatTracker đi vào. Phần mềm trích xuất các chuyến bay của chim và dơi từ các bản ghi video nhiệt và định lượng chúng theo thời gian ngày hay đêm, hướng di chuyển, v.v. Thông tin này, kết hợp với các đặc điểm khác được suy ra từ phần mềm, có thể được sử dụng để xác định loài động vật nào sống ngoài khơi và nơi chúng bay. Các nhà nghiên cứu của PNNL đã tạo ra một phiên bản mã nguồn mở của HeatTracker trên GitHub vào năm 2016.

Để làm cho công cụ này có giá trị hơn nữa, nhóm nghiên cứu PNNL đã thêm tầm nhìn âm thanh nổi. Phiên bản mới, được gọi là ThermalTracker2, xử lý các luồng từ hai camera nhiệt cùng một lúc. Đi từ một camera (hai chiều) đến hai camera có quan điểm khác nhau (ba chiều) cho phép các nhà nghiên cứu nhìn thấy vị trí chính xác của chim và dơi trong không khí.

Kỹ sư PNNL Shari Matzner cho biết: “Dữ liệu theo dõi kết quả cho thấy chiều cao và độ sâu của chuyến bay trong khu vực nơi các cánh tua-bin sẽ quay, thường là 50 đến 250 mét so với mặt nước”. “Tầm nhìn âm thanh nổi cũng cho phép chúng tôi ước tính kích thước cơ thể và sải cánh của các động vật bay, giúp chúng tôi xác định loài.”

ThermalTracker2 chạy trong thời gian thực, với việc xử lý trên tàu giúp giảm đáng kể khối lượng dữ liệu sẽ được lưu trữ và truyền đi.

“Vì ThermalTracker2 chỉ lưu các hình ảnh có chứa đường bay, nên nó giảm lượng dữ liệu lên tới 300% hoặc hơn”, Matzner nói. “Điều này có nghĩa là người dùng có thể đặt máy ảnh ở một vị trí xa và để chúng ghi lại trong nhiều tuần mà không lo hết dung lượng lưu trữ dữ liệu.”

Hướng tới thương mại hóa tăng vọt

Viện nghiên cứu đa dạng sinh học, nơi tiến hành nghiên cứu động vật hoang dã trên toàn thế giới, đã thử nghiệm thành công hệ thống nguyên mẫu sử dụng hai máy ảnh nhiệt và ThermalTracker2 tại Portland, Maine, vào mùa hè năm 2017.

Sau khi hợp lý hóa tính năng xử lý âm thanh nổi, nhóm PNNL có kế hoạch làm cho hệ thống trở nên chắc chắn hơn để chịu được môi trường biển và thực hiện nghiên cứu thực địa tại một địa điểm gió ngoài khơi vào năm 2019. WETO của DOE tài trợ cho nghiên cứu.