Un lycéen du sud de la Californie a construit un sismomètre à faible coût qui fournit des alertes précoces aux tremblements de terre pour les maisons et les entreprises. Coûtant moins de 100 $ pour elle à faire aujourd'hui, le sismomètre pourrait un jour être un dispositif de sécurité domestique ordinaire semblable à un détecteur de fumée intelligent, dit son inventeur Vivien He.

De la taille d'un Rubik's cube et enfermé dans de l'acrylique transparent, le sismomètre a une allure élégante, look prêt pour le consommateur. Le géophone de l'appareil détecte les mouvements du sol entrants, tandis que le matériel et les logiciels embarqués traduisent les signaux électriques du géophone en une forme d'onde numérique. L'appareil a détecté tous les tremblements de terre de magnitude 3,0 autour de Los Angeles depuis septembre 2020.

Lorsque les séismes sont plus forts que le seuil d'alerte défini par l'utilisateur, l'appareil peut déclencher l'alarme embarquée pour un avertissement sur site, envoyer un SMS aux abonnés locaux du service régional d'alerte, et peut être contrôlé depuis un smartphone.

Il a présenté ses recherches sur l'appareil lors de la réunion annuelle 2021 de la Seismological Society of America (SSA). Elle a également remporté une bourse de voyage pour étudiants de la SSA, le seul lycéen parmi tous les récipiendaires, assister gratuitement à la conférence. Elle est étudiante au lycée Palos Verdes Peninsula à Rolling Hills Estates. Il remercie son professeur de classe de recherche scientifique, Mélissa Klose, pour ses conseils sur les méthodes de recherche scientifique et son soutien dans la recherche d'opportunités de recherche.

Il a fait des recherches, conçu, construit, et testé l'ensemble de l'appareil au cours d'un été et d'un automne passés à la maison sous les restrictions COVID-19. Son laboratoire à domicile occupe un coin d'une chambre avec "des tiroirs de chevet pleins de petits fils et de géophones et composants supplémentaires". elle a dit.

Il y avait aussi la salle de bain qu'elle avait empruntée où la lumière vive était bonne pour souder. Pour la découpe laser acrylique, son père l'a aidée à tirer une table du garage dans la cour par mesure de sécurité.

"Je l'ai fait - ne le dis pas à ma mère - mais j'ai eu une fois un petit feu, " a-t-elle admis.

Le sismomètre comble une lacune dans les systèmes actuels d'alerte précoce aux tremblements de terre, Il a dit, en offrant un environnement convivial, alternative peu coûteuse mais conçue à cet effet à plus chère, des systèmes de qualité scientifique comme le système ShakeAlert de la côte ouest. Son appareil offre aux personnes vivant dans les zones sismiques un moyen d'obtenir quelques à quelques dizaines de secondes d'avertissement pour agir et arrêter automatiquement les services publics et les machines au travail.

Il a créé une association, Mélior Terre, pour l'aider à fournir l'appareil à ceux qui ont besoin d'un système d'alerte rapide aux tremblements de terre peu coûteux. « J'espère pouvoir fournir cela aux familles à faible revenu et aux quartiers dotés d'infrastructures moins résistantes aux tremblements de terre, " elle a dit.

Calme en quarantaine

Il a eu l'idée du sismomètre après avoir lu un article sur le "calme" sismique inhabituel qui est descendu sur la terre lorsque les blocages de COVID-19 ont mis un terme à de nombreuses activités humaines. "Je me demandais si je serais capable de mesurer cela depuis ma propre maison, " se souvient-elle, "et puis cela a rapidement évolué en, Je me demande si je peux mesurer dans ma propre maison et l'appliquer à l'alerte précoce aux tremblements de terre ?"

Elle a commencé à lire sur l'alerte précoce aux tremblements de terre et à construire un classeur géant à trois anneaux de papiers surlignés, dont beaucoup de revues SSA. L'un de ses chercheurs préférés dans le domaine était Richard M. Allen, directeur du laboratoire de sismologie de Berkeley.

"J'ai vraiment apprécié la façon dont il a expliqué les systèmes d'alerte précoce aux tremblements de terre et les limites des systèmes actuels, " Il a dit.

La recherche lui a donné l'assurance qu'elle pourrait construire un dispositif à faible coût pour l'alerte précoce aux tremblements de terre, adopter une approche axée sur le consommateur par rapport à l'approche conventionnelle basée sur les stations publiques. Après ça, il était temps de comprendre les composants, la programmation et la conception. Elle n'avait pas beaucoup d'expertise dans le projet, cependant, étant donné qu'une grande partie des compétences et des connaissances nécessaires se trouvaient en dehors du programme scolaire.

"Je suis allé à un hackathon du MIT l'autre jour, et ce qu'ils ont dit, c'est que le secret des pirates est qu'ils recherchent tout sur Google, n'est-ce pas ?" dit-elle. "Et c'est un peu comme ce que j'ai fait pour ce projet, Comme, Oh, je ne sais pas comment ça marche, il suffit de le chercher sur Google !""

Comme il le discutera dans sa présentation SSA, l'appareil a évolué au fil du temps à mesure que ses compétences s'amélioraient et qu'elle résolvait des problèmes de conception en cours de route. Outre ses fonctions d'alerte et de notification, la conception finale contient une carte de données qui peut contenir jusqu'à quatre ans de fichiers de forme d'onde de tremblement de terre standard qui peuvent également être utilisés pour des études sismologiques.

"Hey, Vous entendez ça les gars ?"

Il a branché son premier sismomètre une nuit après minuit en septembre dernier. "Et puis je me suis endormi, et puis le lendemain je me suis réveillé et il y avait eu un tremblement de terre à Los Angeles et j'étais comme, Oh, c'est le destin!"

Elle a comparé le signal sismique capturé par son appareil à celui produit par une station de l'U.S. Geological Survey près de sa maison, "et la forme d'onde était la même, " se souvient-elle.

L'un des premiers succès de sa période de test est survenu lorsque « ma famille était toute dans le salon et nous parlions tous et l'appareil a commencé à émettre un bip et j'ai dit :'Hey, vous entendez ça ? Et ils étaient comme, « Est-ce un tremblement de terre ? » et puis les suspensions ont commencé à trembler, " elle a dit.

Le sismomètre a depuis détecté avec succès plusieurs tremblements de terre récents dans le sud de la Californie, et il a participé à des expo-sciences dans son district scolaire et dans le comté de Los Angeles. Là, elle a remporté le prix des finalistes du Salon international des sciences et de l'ingénierie (ISEF), ce qui la pousse à concourir au niveau international ensuite. En outre, elle a remporté le prix de l'Association des femmes géoscientifiques, le prix et la bourse Cheryl Saban Self-Worth Foundation for Women &Girls 1st Place, et le prix d'excellence et de bourse Marylin Jorgenson-Reece des ingénieurs professionnels du gouvernement californien.

Il, qui a eu 17 ans en février, travaille à l'obtention d'un brevet d'utilité pour l'appareil. Elle prévoit d'utiliser son organisation à but non lucratif pour favoriser l'adoption de l'appareil par les consommateurs, en particulier en rendant l'alerte précoce aux tremblements de terre accessible aux pays à faible revenu, régions et population.

"Tout l'intérêt, c'est que ce serait un produit de consommation, mais je ne suis pas concentré sur le gain monétaire de celui-ci, ", a-t-elle expliqué. "Je me concentre davantage sur la science et uniquement sur l'impact en général sur les gens et sur la prévention des catastrophes liées aux tremblements de terre."