'Hô biến' điện thoại cũ thành thiết bị bảo vệ môi trường

Việc quan sát thiên nhiên nhằm bảo vệ môi trường tốt hơn, nên công nghệ sử dụng trong các dự án này cũng cần mang tính bền vững. Đây là cảm hứng và cũng là mục tiêu trong nghiên cứu mới của nhà khoa học máy tính Nguyễn Văn Phúc, Giám đốc Phòng thí nghiệm Hệ thống không dây và cảm biến tại ĐH Massachusetts. Nghiên cứu do ông dẫn đầu mới đây giành được khoản tài trợ 600.000 USD từ Quỹ Khoa học quốc gia Mỹ. Nhóm nghiên cứu tìm cách tái sử dụng các điện thoại thông minh cũ thành camera và cảm biến để theo dõi môi trường bằng năng lượng tái tạo, điện toán không dùng pin và các vật liệu có thể phân hủy sinh học.

Ảnh: UTA

Chiếc vỏ thông minh

Chia sẻ với Thanh Niên, ông cho biết nhóm nghiên cứu muốn đảm bảo giảm thiểu tác động đến môi trường từ điện thoại thông minh, thiết bị rất phổ biến hiện nay và thường trở thành rác thải điện tử khi hư, cũ. "Chúng tôi tái sử dụng những gì người ta vứt bỏ và sau đó bảo đảm rằng trong vòng đời tiếp theo, thiết bị đó sẽ không gây hại cho môi trường", ông cho biết.

Theo ông, mọi người trung bình thay điện thoại sau mỗi 2 - 3 năm, tạo ra một lượng lớn rác thải công nghệ. Tuy nhiên, ngay cả một chiếc điện thoại cũ bị chai pin vẫn thường có camera mạnh hơn các camera giám sát hiện nay, nhưng lại có giá trung bình thấp hơn khoảng 4 lần. Phân tích sâu thêm, ông cho biết việc thay pin mới thì đắt và thay nhiều lần cũng không phải là giải pháp thân thiện môi trường.

Để tìm giải pháp, nhóm của ông đề xuất một hệ thống máy tính không dùng pin. Thay vào đó, hệ thống sẽ sử dụng một mảng tụ điện để thu năng lượng mặt trời và gió tích hợp trong vỏ điện thoại. Ngoài ra, mảng tụ điện và vỏ điện thoại có thể làm bằng vật liệu phân hủy sinh học. "Những gì chúng tôi đang phát triển về cơ bản là vỏ điện thoại. Chiếc vỏ này sẽ kết nối với các tấm pin mặt trời và bộ thu năng lượng gió. Toàn bộ vật liệu làm vỏ điện thoại này có thể phân hủy sinh học, nên sau khi sử dụng xong, nó sẽ tan vào môi trường", ông giải thích.

Thách thức và kỳ vọng

Một trong những thách thức khi sử dụng mảng tụ điện và năng lượng tái tạo là nguồn điện không mạnh và ổn định như pin. "Năng lượng trong một tụ điện rất nhỏ, nên công nghệ điện toán cần phải cực kỳ hiệu quả. Đây là một thách thức khó trong ngành khoa học máy tính, nhưng cũng chính là điều khiến chúng tôi thích thú, mỗi vấn đề đều cho chúng tôi cơ hội phát minh ra điều gì đó mới", ông chia sẻ.

Ảnh: NVCC

Kỹ thuật khác mà ông Phúc dự định tích hợp vào thiết kế này là các chiến lược điện toán nhận thức năng lượng (energy-aware computing). Điều này giúp thiết bị có thể tận dụng khả năng tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) của điện thoại thông minh, ngay cả khi nguồn điện không ổn định, chẳng hạn khi không có nắng hoặc gió.

Công nghệ này sẽ được đánh giá và triển khai trong thực tế thông qua hợp tác với 2 đối tác, trong đó có Mạng lưới PhenoCam, do ĐH Bắc Arizona (Mỹ) sáng lập, là một hệ thống camera theo dõi tác động của biến đổi khí hậu, đặc biệt trên cây cối. Giáo sư Andrew Richardson, trưởng Mạng lưới PhenoCam, đã thu thập hơn 100 triệu hình ảnh từ năm 2008 đến nay trong dự án với hàng trăm camera đang theo dõi điều gì xảy ra trong thiên nhiên và kiểm soát hệ sinh thái ở Mỹ và trên thế giới.

Chia sẻ trên trang The NAU Review về sự hợp tác với nhóm nghiên cứu của ông Phúc, ông Richardson tỏ ra rất phấn khởi. "Các camera mà chúng tôi đang sử dụng hiện nay có giá khoảng 750 USD mỗi chiếc, trong khi những điện thoại di động tái chế này chỉ tốn khoảng 50 USD mỗi chiếc. Bằng cách tái sử dụng điện thoại cũ, chúng tôi sẽ giảm lượng rác thải điện tử và sử dụng công nghệ đó theo một cách hoàn toàn mới và khác biệt", ông Richardson phát biểu và cho biết công nghệ mới sẽ giúp mạng lưới thiết lập thêm hàng ngàn camera nên theo dõi hiệu quả hơn.

Đối tác thứ 2 trong dự án của ông Phúc là mạng lưới GaugeCam do ĐH Nebraska-Lincoln (Mỹ) phát triển, thực hiện giám sát tương tự nhưng đối với các con sông. Bằng cách hợp tác với các hệ thống giám sát thiên nhiên này, ông Phúc tỏ ra lạc quan về khả năng công nghệ mà nhóm đang nghiên cứu có thể triển khai nhanh chóng và mở rộng quy mô dễ dàng. Đáng chú ý, tham gia nghiên cứu trên của ông Phúc còn có các sinh viên người Việt đang theo học tại ĐH Massachusetts như Đặng Khánh Linh, Nghiêm Ngọc Đức và Nguyễn Minh Tuấn.