นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนประสบความสำเร็จครั้งสำคัญในด้านการสร้างภาพสามมิติจากระยะไกลเพื่อตรวจวัดก๊าซ

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี: จากระนาบสองมิติสู่ทรงสามมิติ

เทคโนโลยีตรวจจับการรั่วไหลของก๊าซแบบดั้งเดิมมักจะเก็บข้อมูลภาพสองมิติจากมุมเดียวเท่านั้น ทำให้ยากต่อการระบุการกระจายตัวเชิงพื้นที่ ปริมาตร และทิศทางการแพร่กระจายของกลุ่มก๊าซได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม ระบบถ่ายภาพระยะไกลก๊าซแบบหลายสเปกตรัมที่พัฒนาโดยสถาบันทัศนศาสตร์และทัศนศาสตร์แห่งอันฮุย Fine Mechanics ได้เปลี่ยนแปลงสถานการณ์นี้ไปอย่างสิ้นเชิง

คุณสมบัติที่น่าประทับใจที่สุดของระบบนี้คือความสามารถในการตรวจจับการรั่วไหลของกลุ่มก๊าซ ในเวลาเพียง 200 มิลลิวินาที โดยมีความคล้ายคลึงทางโครงสร้างอยู่ที่ 0.940 ซึ่งหมายความว่าในกรณีที่เกิดการรั่วไหลของก๊าซอย่างกะทันหันในนิคมอุตสาหกรรมเคมี ระบบตรวจสอบสามารถตรวจจับอันตรายได้ เพียงชั่วพริบตาเดียว ซึ่งจะช่วยซื้อเวลาอันมีค่าสำหรับการตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉิน

สิ่งที่น่าตื่นเต้นยิ่งกว่าคือ ระบบนี้สามารถทำการตรวจสอบแบบสามมิติจากระยะไกลในวงกว้างได้ถึงระดับ ตรวจวัดก๊าซมลพิษ 490 ชนิด โดยใช้เพียงเครื่องมือเดียว ไม่ว่าจะเป็นก๊าซเสียจากอุตสาหกรรมทั่วไปหรือสารมลพิษทางเคมีที่ซับซ้อน ก็ไม่มีอะไรหลุดรอดสายตาอันเฉียบคมของมันไปได้

เทคโนโลยีหลัก: การเรียนรู้เชิงลึกช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลอง 3 มิติได้

สำหรับสถานการณ์การรั่วไหลของก๊าซในพื้นที่ขนาดใหญ่ ทีมงานได้พัฒนาแบบจำลองขึ้นเองโดยอิสระ เครือข่ายการสร้างและจำลองกลุ่มก๊าซ 3 มิติโดยใช้การเรียนรู้เชิงลึก เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมนี้ช่วยแก้ปัญหาที่วิธีการกำหนดตำแหน่งและสร้างภาพการกระจายตัวของกลุ่มก๊าซแบบดั้งเดิมต้องใช้เครื่องมือหลายชิ้นหรือข้อมูลการวัดจากหลายมุม ระบบนี้สามารถระบุตำแหน่งและสร้างแบบจำลองการกระจายตัวของก๊าซในพื้นที่ได้โดยใช้เพียงระบบส่งข้อมูลทางไกลด้วยอินฟราเรดเพียงระบบเดียว และได้รับการยืนยันจากการทดลองภาคสนามแล้ว

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีนี้สะท้อนให้เห็นถึงงานวิจัยระดับนานาชาติที่ล้ำสมัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอะลาโมสและมหาวิทยาลัยแห่งรัฐยูทาห์กำลังสำรวจการใช้เทคโนโลยีสนามรังสีประสาทเพื่อสร้างภาพก๊าซสามมิติจากภาพไฮเปอร์สเปกตรัมอินฟราเรดหลายภาพ อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบของทีมงานเกาะวิทยาศาสตร์เหอเฟยอยู่ที่ว่าพวกเขาไม่เพียงแต่ประสบความสำเร็จในการสร้างภาพสามมิติเท่านั้น แต่ยังแก้ปัญหาหลักสองประการไปพร้อมกันด้วย: การระบุแก๊สหลายชนิด และ การระบุตำแหน่งแหล่งที่มาของการรั่วไหลอย่างแม่นยำ .

ผลการวิจัย: บทความตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติชั้นนำ 2 ฉบับ

ผลงานทางเทคโนโลยีที่ล้ำสมัยสองชิ้นของทีมได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติที่มีชื่อเสียง *วารสารวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมนานาชาติ* และ *การสำรวจระยะไกล* สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่างานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนในด้านการถ่ายภาพระยะไกลเพื่อตรวจจับก๊าซได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากแวดวงวิชาการระดับนานาชาติ

โอกาสในการนำไปประยุกต์ใช้: การรักษาความปลอดภัยและการปกป้องภูเขาสีเขียวและน้ำใสสะอาด

เทคโนโลยีล้ำสมัยนี้มีโอกาสนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวาง:

การตรวจสอบความปลอดภัยของนิคมอุตสาหกรรมเคมี

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุบัติเหตุร้ายแรง เช่น ไฟไหม้และการระเบิดที่เกิดจากการรั่วไหลของแก๊ส เกิดขึ้นบ่อยครั้ง ระบบนี้สามารถนำไปติดตั้งรอบๆ นิคมอุตสาหกรรมเคมีเพื่อบรรลุเป้าหมายดังกล่าวได้ การตรวจสอบแบบสามมิติอย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง เมื่อตรวจพบการรั่วไหลที่ผิดปกติ ระบบจะส่งสัญญาณเตือนทันทีและระบุตำแหน่งแหล่งที่มาของการรั่วไหลได้อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยเพิ่มระดับความปลอดภัยทางเคมีได้อย่างมาก

กฎระเบียบการปล่อยไอเสียของเรือในท่าเรือ

ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมการขนส่งทางทะเลทั่วโลก ไอเสียจากเรือจึงกลายเป็นแหล่งมลพิษทางอากาศที่สำคัญในเมืองชายฝั่ง ระบบนี้สามารถ วัดปริมาณไอเสียของเรือที่เข้าและออกจากท่าเรือจากระยะไกล โดยสามารถตรวจสอบการปล่อยมลพิษ เช่น ซัลเฟอร์ออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์ได้อย่างแม่นยำ

การตรวจสอบสภาพแวดล้อมในเขตเมืองและการทดสอบองค์ประกอบของวัสดุ

ระบบนี้ยังสามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในการตรวจสอบคุณภาพอากาศในเขตเมือง การตรวจสอบแหล่งกำเนิดมลพิษทางอุตสาหกรรม และอื่นๆ อีกมากมาย การทดสอบองค์ประกอบของวัสดุแบบไม่ทำลาย .

ความสำคัญต่ออุตสาหกรรม: จาก "การตรวจสอบแบบจุด" สู่ "การตรวจจับแบบสามมิติ"

เป็นเวลานานแล้วที่การตรวจสอบก๊าซส่วนใหญ่พึ่งพา... เซ็นเซอร์แบบจุด หรือ การวิเคราะห์โดยการสุ่มตัวอย่าง ณ จุดเดียว ทำให้ยากที่จะเข้าใจลักษณะการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของการแพร่กระจายของก๊าซได้อย่างครบถ้วน ความก้าวหน้าครั้งนี้ของทีมงานเกาะวิทยาศาสตร์เหอเฟยแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการตรวจสอบก๊าซนั้นมีความสำคัญ ก้าวล้ำไปอีกขั้นจาก "แบบจุด" และ "แบบระนาบ" ไปสู่ "สามมิติ" และ "อัจฉริยะ"

วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีนี้สอดคล้องกับแนวโน้มระดับนานาชาติเป็นอย่างมาก เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปได้ศึกษาการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในภูมิภาคอเมซอนผ่านโครงการสำรวจทางอากาศ CoMet 3.0 ในขณะที่บริษัทพลังงานยักษ์ใหญ่ระดับนานาชาติ เช่น Total Energy กำลังร่วมมือกับ GHGSat เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจสอบก๊าซมีเทนด้วยดาวเทียม ความก้าวหน้าของนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนในด้านการสร้างภาพพื้นดิน 3 มิติที่มีความแม่นยำสูง ร่วมกับความพยายามระดับนานาชาติเหล่านี้ ได้ก่อให้เกิดความก้าวหน้าดังกล่าว เครือข่ายตรวจสอบแบบสามมิติที่ครอบคลุมตั้งแต่พื้นดินจนถึงอวกาศ .

มองไปสู่อนาคต

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีและการพัฒนาสู่ภาคอุตสาหกรรม คาดว่าระบบตรวจวัดก๊าซระยะไกลแบบ 3 มิติ จะถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในนิคมอุตสาหกรรมเคมี ท่าเรือ และสถานีตรวจสอบสิ่งแวดล้อมที่สำคัญทั่วประเทศในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ซึ่งจะให้การสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่แข็งแกร่งแก่จีนในการบรรลุเป้าหมาย "คาร์บอนคู่" และพัฒนาศักยภาพด้านการกำกับดูแลสิ่งแวดล้อมให้ดียิ่งขึ้น

ความสำเร็จอันล้ำสมัยนี้ ซึ่งมีต้นกำเนิดจากเกาะวิทยาศาสตร์เหอเฟย พิสูจน์ให้เห็นอีกครั้งว่านักวิทยาศาสตร์จีนมีความสามารถในการเอาชนะความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญ และมีส่วนร่วมในการนำภูมิปัญญาของจีนมาใช้เพื่อการปกป้องสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยสาธารณะในระดับโลก โดยมุ่งมั่นที่จะก้าวไปสู่แถวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลก และตอบสนองความต้องการที่สำคัญของประเทศ