Câu chuyện phía sau 11,4 triệu cảnh báo sớm động đất ở Venezuela

Nhiều người cho rằng Google đã "dự đoán" được động đất. Nhưng sự thật còn thú vị hơn thế: Hãng công nghệ Mỹ không hề biết trước thảm họa sẽ xảy ra. Điều họ làm được là biến hơn 2 tỉ điện thoại Android trên khắp thế giới thành một mạng lưới cảm biến địa chấn khổng lồ, có khả năng phát hiện những tín hiệu đầu tiên của động đất và phát đi cảnh báo trong khoảng thời gian quý giá đủ để cứu sống nhiều người.

Từ chiếc điện thoại trong túi đến mạng lưới cảm biến động đất lớn nhất thế giới

Chiều ngày xảy ra động đất tại Caracas, Jose Flores đang lái xe cùng gia đình đi xem bộ phim Toy Story 5. Bất ngờ, chiếc điện thoại Android của vợ anh phát ra âm thanh cảnh báo lớn. Màn hình hiển thị thông báo về một trận động đất sắp xảy ra. Khoảng sáu giây sau, chiếc xe bắt đầu rung lên.

Ban đầu, cả gia đình nghĩ rằng họ chỉ đang đi qua một đoạn đường xấu, điều vốn khá phổ biến ở Venezuela. Chỉ đến khi nhìn thấy các cột đèn đường lắc lư dữ dội, họ mới nhận ra đây là một trận động đất thực sự. "Tôi cảm thấy như điện thoại đã dự đoán được động đất", Flores chia sẻ sau sự việc.

Thực tế, Google không hề dự báo được thời điểm động đất xảy ra. Điều hệ thống Android Earthquake Alerts thực hiện là phát hiện những tín hiệu đầu tiên của trận động đất chỉ vài giây sau khi nó bắt đầu dưới lòng đất, sau đó gửi cảnh báo trước khi các rung chấn mạnh nhất lan tới khu vực đông dân cư. Đó là sự khác biệt rất lớn giữa dự đoán và cảnh báo sớm.

Động đất hiện vẫn là một trong số ít thiên tai mà khoa học chưa thể dự báo chính xác về thời gian, địa điểm và cường độ. Tuy nhiên, nhờ công nghệ, con người có thể phát hiện nó gần như ngay lập tức sau khi xảy ra và tận dụng khoảng chênh lệch về tốc độ lan truyền của các sóng địa chấn để phát đi cảnh báo.

Hệ thống của Google hoạt động dựa trên hơn 2 tỉ điện thoại Android trên toàn cầu.

Bên trong mỗi smartphone đều có cảm biến gia tốc (accelerometer), vốn được sử dụng để xoay màn hình hoặc nhận biết chuyển động của thiết bị. Chính cảm biến này cũng có khả năng ghi nhận những rung động cực nhỏ từ mặt đất.

Khi hàng nghìn hoặc hàng chục nghìn điện thoại trong cùng một khu vực đồng thời phát hiện kiểu rung động giống nhau, dữ liệu sẽ được gửi tới máy chủ Google.

Các thuật toán lập tức phân tích vị trí, thời gian, cường độ và hướng lan truyền của tín hiệu để xác định liệu một trận động đất có đang xảy ra hay không.

Nếu kết quả cho thấy khả năng xuất hiện rung lắc nguy hiểm, hệ thống sẽ tự động phát cảnh báo đến toàn bộ điện thoại Android trong vùng có nguy cơ bị ảnh hưởng.

Ngày nay, Android chiếm khoảng 70% thị phần smartphone toàn cầu. Điều đó đồng nghĩa Google đang sở hữu mạng lưới cảm biến địa chấn lớn nhất từng được con người xây dựng, trải rộng ở gần 100 quốc gia, kể cả những nơi chưa có hệ thống cảnh báo động đất quốc gia.

Vì sao chỉ vài giây cảnh báo cũng có thể cứu sống hàng triệu người? Bí quyết của hệ thống nằm ở chính đặc điểm vật lí của động đất. Một trận động đất không tạo ra chỉ một loại sóng địa chấn mà gồm nhiều loại sóng truyền đi với tốc độ khác nhau.

Sóng đầu tiên xuất hiện là sóng P (Primary Wave). Đây là loại sóng truyền rất nhanh, đạt khoảng 6-7 km mỗi giây, nhưng thường chỉ gây rung nhẹ và ít phá hủy.

Trong khi đó, sóng S (Secondary Wave) di chuyển chậm hơn gần một nửa nhưng lại mang phần lớn năng lượng phá hủy, tạo nên những rung lắc dữ dội khiến nhà cửa đổ sập và gây thương vong. Chính khoảng chênh lệch vài giây đến vài chục giây giữa hai loại sóng này tạo nên "cửa sổ vàng" cho hệ thống cảnh báo.

Ngay khi sóng P được hàng nghìn điện thoại ghi nhận, Google lập tức xử lí dữ liệu và phát cảnh báo trước khi sóng S đến nơi. Trong trận động đất tại Venezuela, các điện thoại Android phát hiện sóng P chỉ khoảng ba giây sau khi trận động đất đầu tiên bắt đầu.

Ba giây tiếp theo, hệ thống xác định được vị trí và cường độ trận động đất rồi phát đi những cảnh báo đầu tiên. Sau đó, khi trận động đất thứ hai mạnh hơn tiếp tục xảy ra, thuật toán liên tục cập nhật dữ liệu, mở rộng khu vực cảnh báo và gửi thêm các thông báo mới.

Theo Google, tổng cộng có khoảng 11,4 triệu người nhận được cảnh báo. Trong đó, gần 1,4 triệu người ở vùng chịu rung lắc mạnh nhất nhận được cảnh báo mức cao nhất mang tên Take Action, với âm thanh báo động lớn cùng yêu cầu hành động ngay lập tức.

Các khu vực có nguy cơ thấp hơn sẽ nhận được cảnh báo ở mức "Hãy chuẩn bị" hoặc "Hãy lưu ý". Thời gian cảnh báo phụ thuộc rất nhiều vào khoảng cách tới tâm chấn. Những người ở càng xa tâm động đất càng có nhiều thời gian phản ứng vì sóng địa chấn cần thêm thời gian để lan tới.

Ngược lại, với những người ở ngay gần tâm chấn, cảnh báo đôi khi chỉ đến đồng thời với lúc mặt đất bắt đầu rung hoặc thậm chí muộn hơn vài giây. Dù vậy, theo các chuyên gia, chỉ cần 5-10 giây cũng đủ để tạo ra khác biệt lớn.

Con người có thể kịp rời xa cửa kính, tránh các vật dễ rơi, dừng vận hành máy móc nguy hiểm, đưa trẻ nhỏ tới nơi an toàn hoặc thực hiện quy tắc ứng phó nổi tiếng "Nằm xuống - Che chắn - Bám chặt" (Drop, Cover and Hold On).

Khi smartphone trở thành công cụ cứu người của tương lai

Sự kiện tại Venezuela cho thấy điện thoại thông minh đang dần đảm nhận một vai trò hoàn toàn mới trong hệ thống phòng chống thiên tai.

Nếu trước đây việc cảnh báo động đất phụ thuộc vào các mạng lưới máy đo địa chấn đắt đỏ do chính phủ đầu tư, thì giờ đây hàng tỉ chiếc smartphone có thể tạo thành một hệ thống cảm biến phân tán với chi phí gần như bằng không.

Google bắt đầu triển khai Android Earthquake Alerts từ năm 2021 tại New Zealand, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ, Philippines và một số quốc gia Trung Á. Đến năm 2023, hệ thống đã mở rộng tới 98 quốc gia, đặc biệt hữu ích với những nước chưa đủ nguồn lực xây dựng mạng lưới cảnh báo địa chấn riêng.

Dĩ nhiên, công nghệ này vẫn có những giới hạn. Điện thoại phải ở trạng thái đứng yên, chẳng hạn đặt trên bàn hoặc để trong túi xách dưới sàn, mới có thể nhận biết chính xác rung động từ mặt đất. Ngoài ra, hệ thống không thể "biết trước" động đất mà chỉ phản ứng cực nhanh sau khi nó bắt đầu.

Song chính tốc độ xử lí dữ liệu theo thời gian thực đã khiến nhiều người lầm tưởng Google có khả năng dự đoán thiên tai. Các chuyên gia khẳng định điều quan trọng không phải là tiên đoán tương lai, mà là rút ngắn tối đa khoảng thời gian từ khi động đất khởi phát đến khi con người nhận được cảnh báo.

Trong lúc trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây và hàng tỉ thiết bị kết nối Internet ngày càng phổ biến, mô hình của Google cũng mở ra hướng tiếp cận mới cho nhiều loại thiên tai khác như lũ lụt, bão hay nắng nóng cực đoan.

Với Jose Flores, trải nghiệm ở Caracas đã thay đổi hoàn toàn cách anh nhìn nhận chiếc điện thoại trên tay. "Tôi sẽ không còn ngạc nhiên nếu nhận được cảnh báo lần nữa”, anh nói. "Giờ tôi biết rằng vài giây ấy có thể là khoảng thời gian quý giá nhất để bảo vệ bản thân và gia đình”.

Đó cũng chính là giá trị lớn nhất của hệ thống cảnh báo động đất bằng Android: Không phải dự đoán điều không thể, mà là tận dụng từng giây ít ỏi mà khoa học có thể giành được trước thiên tai để giúp con người có thêm cơ hội sống sót.

Bùi Tú