Un ragazzo di una scuola superiore della California meridionale ha costruito un dispositivo sismometro a basso costo che fornisce avvisi tempestivi di terremoti per case e aziende. Costa meno di $ 100 per lei da fare oggi, il sismometro potrebbe un giorno diventare un normale dispositivo di sicurezza domestico simile a un rilevatore di fumo intelligente, dice il suo inventore Vivien He.

Circa le dimensioni di un cubo di Rubik e racchiuso in acrilico trasparente, il sismometro ha un'elegante, look pronto per il consumatore. Il geofono del dispositivo rileva il movimento del suolo in arrivo, mentre l'hardware e il software integrati traducono i segnali elettrici del geofono in una forma d'onda digitale. Il dispositivo ha rilevato tutti i terremoti di magnitudo 3.0 intorno a Los Angeles da settembre 2020.

Quando i terremoti sono più forti della soglia di allerta impostata dall'utente, il dispositivo può emettere l'allarme a bordo per l'avvertimento in loco, inviare un sms agli abbonati locali del servizio di allerta regionale, e può essere controllato da uno smartphone.

Ha presentato la sua ricerca sul dispositivo al meeting annuale 2021 della Seismological Society of America (SSA). Ha anche vinto un SSA Student Travel Grant, l'unico studente di scuola superiore tra tutti i destinatari, partecipare gratuitamente al convegno. È una studentessa della scuola superiore della penisola di Palos Verdes a Rolling Hills Estates. Ringrazia il suo insegnante del corso di ricerca scientifica, Melissa Klose, per la sua guida sui metodi di ricerca scientifica e il suo supporto nel perseguire opportunità di ricerca.

Ha ricercato, progettato, costruito, e testato l'intero dispositivo per un'estate e un autunno trascorsi a casa sotto le restrizioni COVID-19. Il suo laboratorio domestico occupa un angolo di una camera da letto con "comodini pieni di piccoli fili e geofoni e componenti extra". lei disse.

C'era anche il bagno che aveva preso in prestito dove la luce era buona per saldare. Per il taglio laser acrilico, suo padre l'ha aiutata a trascinare un tavolo fuori dal garage nel cortile come precauzione di sicurezza.

"L'ho fatto—non dirlo a mia madre—ma una volta ho avuto un po' di fuoco, " ha ammesso.

Il dispositivo sismometro colma una lacuna negli attuali sistemi di allerta precoce dei terremoti, Egli ha detto:fornendo un servizio a misura di consumatore, alternativa a basso costo ma costruita per lo scopo a più costosa, sistemi di livello scientifico come il sistema ShakeAlert della costa occidentale. Il suo dispositivo offre un modo per le persone nelle zone terremotate di ottenere da poche a decine di secondi di avviso per agire e spegnere automaticamente le utenze e i macchinari al lavoro.

Ha costituito un'associazione senza scopo di lucro, Melior Terra, per aiutarla a fornire il dispositivo a coloro che hanno bisogno di un sistema di allarme rapido per terremoti economico. "Spero di essere in grado di fornire questo alle famiglie a basso reddito e ai quartieri con infrastrutture meno antisismiche, " lei disse.

Tranquillo in quarantena

Ha avuto l'idea per il sismometro dopo aver letto un articolo sull'insolita "silenziosa" sismica che è scesa sulla terra quando i blocchi di COVID-19 hanno fermato molte attività umane. "Mi chiedevo se sarei stato in grado di misurarlo da casa mia, "ricordò, "e poi si è rapidamente evoluto in, Mi chiedo se posso misurare a casa mia e applicarlo all'allerta terremoti?"

Ha iniziato a leggere sull'allarme tempestivo per i terremoti e a costruire un gigantesco raccoglitore a tre anelli di carte evidenziate, compresi molti da riviste SSA. Uno dei suoi ricercatori preferiti nel campo era Richard M. Allen, direttore del Berkeley Sismology Lab.

"Mi è piaciuto molto il modo in cui ha spiegato i sistemi di allerta precoce dei terremoti e i limiti dei sistemi attuali, " Egli ha detto.

La ricerca ha dato a He la certezza di poter costruire un dispositivo a basso costo per l'allerta precoce dei terremoti, adottando un approccio basato sul consumatore rispetto all'approccio convenzionale basato sulla stazione pubblica. Dopo di che, era tempo di capire i componenti, la programmazione e il design. Non aveva molta esperienza nel progetto, però, dato che molte delle abilità e delle conoscenze necessarie erano al di fuori del curriculum scolastico.

"Sono andato a un hackathon del MIT l'altro giorno, e quello che hanno detto è che il segreto per gli hacker è che cercano tutto su Google, giusto?" ha detto. "Ed è un po' come ho fatto per questo progetto, Come, Oh, Non so come funziona, basta cercarlo su Google!'"

Come Egli discuterà nella sua presentazione SSA, il dispositivo si è evoluto nel tempo man mano che le sue capacità sono migliorate e ha risolto i problemi di progettazione lungo la strada. Insieme alle sue funzioni di avviso e notifica, il progetto finale contiene una scheda dati che può contenere fino a quattro anni di file di forme d'onda sismiche standard che possono essere utilizzati anche per studi sismologici.

"Hey, Ragazzi, l'avete sentito?"

Ha collegato il suo primo sismometro una notte dopo la mezzanotte dello scorso settembre. "E poi sono andato a dormire, e poi il giorno dopo mi sono svegliato e c'era stato un terremoto a Los Angeles ed ero tipo, Oh, è destino!"

Ha confrontato il segnale sismico catturato dal suo dispositivo con quello prodotto da una stazione del Geological Survey degli Stati Uniti vicino a casa sua, "e la forma d'onda sembrava la stessa, " ha ricordato.

Uno dei primi successi del suo periodo di test è arrivato quando "la mia famiglia era tutta in soggiorno e stavamo tutti parlando e il dispositivo ha iniziato a emettere un segnale acustico e ho detto, 'Hey, avete sentito?' Ed erano come, 'è un terremoto?' e poi le luci a sospensione hanno iniziato a tremare, " lei disse.

Da allora il sismometro ha rilevato con successo diversi recenti terremoti nel sud della California, e ha partecipato a fiere della scienza nel suo distretto scolastico e nella contea di Los Angeles. Là, ha vinto il premio Finalist International Science and Engineering Fair (ISEF), che la porta a competere a livello internazionale. Inoltre, ha vinto il premio Association of Women Geoscientists, la Cheryl Saban Self-Worth Foundation for Women &Girls 1st Place Award and Scholarship, e gli ingegneri professionisti del Marylin Jorghenson-Reece Award of Excellence and Scholarship del governo della California.

Lui, che ha compiuto 17 anni a febbraio, sta lavorando per ottenere un brevetto di utilità per il dispositivo. Ha intenzione di utilizzare la sua organizzazione non profit per promuovere l'adozione da parte dei consumatori del dispositivo, soprattutto rendendo accessibile l'allerta sismica per i paesi a basso reddito, regioni e popolazione.

"Il punto è che sarebbe un prodotto di consumo, ma non sono concentrato sul guadagno monetario di esso, " ha spiegato. "Sono più concentrata sulla scienza e solo sull'impatto in generale sulle persone e sulla prevenzione dei disastri sismici".