Khai thác sáng chế trong lĩnh vực xử lý và nhận dạng ảnh nhằm ứng dụng giám sát, cảnh báo cháy

Trên toàn thế giới có một số cách tiếp cận nhằm phát hiện và cảnh báo cháy như sử dụng các cảm biến khói, nhiệt, cảm biến ảnh, cảm biến ảnh nhiệt… Hình 1 là biểu đồ về số lượng đăng ký sáng chế trong lĩnh vực báo cháy hằng năm cho thấy nhu cầu về nghiên cứu, phát triển các công nghệ nhằm phát hiện và cảnh báo cháy được quan tâm đông đảo của các công ty, tập đoàn cũng như giới khoa học. Ngày nay, việc áp dụng các công nghệ mới như học máy sẽ kỳ vọng việc xác định ngày càng chính xác tình trạng của đám cháy để kịp thời đưa ra cảnh báo.

Hiện nay ở Việt Nam tình trạng các bằng sáng chế về cảnh báo cháy có 7 đơn đăng ký trong đó có 3 đơn là bằng sáng chế (1 của người Việt và 2 của người nước ngoài), 2 đơn là đơn đăng ký sáng chế đang chờ cấp bằng (1 của người Việt và 1 của người nước ngoài), 2 đơn còn lại là đơn đăng ký sáng chế bị từ chối cấp bằng. Và chưa có đăng ký sáng chế nào tiếp cận theo xu hướng mới này.

Trên cơ sở thực tiễn các yêu cầu về công tác quản lý và giám sát tình trạng các tòa nhà cao tầng, Viện Nghiên cứu sáng chế và Khai thác công nghệ, Bộ KHCN đã được giao nhiệm vụ nghiên cứu và giải mã thành công sáng chế về cảnh báo cháy để ứng dụng trong quản lý giám sát các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam theo thời gian thực. Việc chủ động, tự xây dựng được hệ thống giám sát các tòa nhà có ý nghĩa rất lớn trong quản lý tại các thành phố nói riêng và nói chung trên cả nước.

Hiện trên thế giới cũng như ở Việt Nam, mỗi năm có hàng nghìn vụ cháy, gây thiệt hại lớn về người và kinh tế. Thống kê thiệt hại trong 9 tháng đầu năm 2017 cả nước xảy ra hơn 3.000 vụ cháy, làm chết 75 người, bị thương 143 người, thiệt hại về tài sản là hơn 1.500 tỷ đồng.

Trong khi đó, hầu hết các đám cháy khi được phát hiện là những đám cháy đã xuất hiện, phát triển từ lâu (hàng chục phút đến hàng giờ). Vì vậy, việc tìm kiếm và phát triển những phương pháp phát hiện sớm các khu vực sắp cháy, cháy nhỏ một cách chính xác, kịp thời thực sự cấp thiết.

Hiện tại, đã có nhiều nghiên cứu đề xuất những biện pháp phát hiện và cảnh báo cháy như dùng các đầu báo cháy nhiệt, đầu báo cháy khói và đầu báo cháy lửa [v7-v10]. Hệ thống phát hiện và cảnh báo cháy dựa trên đầu báo cháy truyền thống đã phát huy hiệu quả trong nhiều tình huống, cảnh báo cháy chính xác khi nhiệt độ, khói lan tỏa tới đầu báo cháy đạt ngưỡng hoạt động của thiết bị.

Xuất phát từ thực tiễn trên, Cơ quan chủ trì Viện nghiên cứu sáng chế và khai thác công nghệ cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài TS. Phạm Ngọc Pha thực hiện “Khai thác sáng chế trong lĩnh vực xử lý và nhận dạng ảnh nhằm ứng dụng giám sát, cảnh báo cháy” với mục tiêu giải mã các công nghệ mới nhất hiện nay như bigdata, machine learning và chuyển giao công nghệ cho lĩnh vực phòng cháy.

Trên thế giới việc áp dụng công nghệ xử lý nhận dạng ảnh tiến triển từ giai đoạn đầu dùng các phương pháp nhận diện sử dụng màu sắc và trích xuất đặc trưng, cách tiếp cận mới hơn là optical folow sử dụng dữ liệu chuỗi ảnh RGB để xác định vùng chuyển động; tiếp theo là việc ứng dụng các công cụ học máy để nâng cao khả năng phán đoán.

Các cơ sở dữ liệu tìm kiếm sáng chế: Nhóm nghiên cứu Viện Nghiên cứu sáng chế và Khai thác công nghệ đã sử dụng một số trang cơ sở dữ liệu sau để phục vụ quá trình tìm kiếm các sáng chế về giám sát, cảnh báo cháy Derwent Innovation (trước đây là Thomson Innovation – Cơ sở dữ liệu tra cứu chính); Patbase; Patentscope; Espacenet; Webpat. Nhóm nghiên cứu Viện SCCN sau khi tiến hành tra cứu thông tin trên hệ thống và nhận thấy cơ sở dữ liệu Derwent Innovation cung cấp khá đầy đủ về các bằng sáng chế trên thế giới. Các sáng chế được cập nhật từ năm 1836 và Viện SCCN đã có tài khoản trên Derwent Innovation, do đó nhóm nghiên cứu sử dụng cơ sở dữ liệu này phục vụ quá trình tìm kiếm các sáng chế về giám sát, cảnh báo cháy.

Viện Nghiên cứu sáng chế và Khai thác công nghệ (Viện SCCN) phối hợp cùng trường Đại học Công nghệ giải mã thành công hệ thống cho tòa nhà cao tầng theo thời gian thực theo đề tài NCKH cấp bộ, mã số: 01/2019/VSCCN – ĐTCB

Về số lượng

Hoàn thành số lượng các loại sản phẩm: 1 hệ thống đúng thuyết minh; 2 bài báo khoa học vượt thuyết minh.

Về chất lượng

Đã qua nhiều thử nghiệm thực địa tại công ty cơ khí số 3, Tạ Quang Bửu, Hà Nội; Đã được kiểm định tại Công ty CP chứng nhận kiểm định Vinacontrol; Đáp ứng yêu cầu đặt ra về độ chính xác vượt yêu cầu thuyết minh 73.3% (yêu cầu là 60%).

Ứng dụng

Sản phẩm của nhiệm vụ và hệ thống phần mềm giám sát; Đang được Viện khai thác và sáng chế cùng Trường ĐHCN sử dụng.

Sản phẩm mẫu của đề tài đã được thử nghiệm nhiều lần tại công ty cơ khí, Viện sáng chế và khai thác công nghệ cũng trường ĐHCN. Kết quả cho thấy hệ thống hoạt động ổn định trong môi trường thách thức như độ ẩm cao, thời tiết nóng ẩm, thời gian hoạt động dài. Kết quả của đề tài được Công ty CP chứng nhận kiểm định tại Vinacontrol xác nhận.

Các sản phẩm của đề tài hoàn toàn được thiết kế và chế tạo trong nước, phù hợp với chủ trương nội địa hóa thiết bị ở trong nước. Việc tự nghiên cứu, tự thiết kế và chế tạo thành công hệ thống sẽ giúp cho các nhà khoa học Việt Nam nắm bắt được các công nghệ mới, công nghệ cao so với việc mua thiết bị của nước ngoài, đồng thời việc sửa chữa, xử lý hoặc khắc phục hậu quả, khắc phục sự cố nhanh hơn nhiều so với việc khắc phục sự cố thiết bị mua của nước ngoài. Kết quả của đề tài cho phép chúng ta nắm được các bí quyết công nghệ còn rất mới, khẳng định chỗ đứng của các nhà khoa học nước ta trong cộng đồng nghiên cứu quốc tế.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18594/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.