Ứng dụng quang học trong các thành phố thông minh?

Chẳng hạn, có một vụ kẹt xe trên Đại lộ Oak, và dữ liệu nhanh chóng được chuyển từ vị trí kẹt xe đến bộ phận giao thông trên toàn thị trấn. Ở đây, một người nhìn vào dữ liệu và đưa ra quyết định nhanh chóng để định tuyến lại lưu lượng truy cập từ Oak đến Maple Avenue, giúp mọi người quay trở lại nhanh hơn.

Nhưng công nghệ thành phố thông minh còn lâu mới là phép thuật.

Trong thực tế, rất nhiều trong số đó là sản phẩm của những tiến bộ lớn trong quang học và các ứng dụng thực tế của môn học này.

Quang học là gì?

Quang học là một nhánh của vật lý nghiên cứu hành vi và tính chất của ánh sáng. Nó được sử dụng để nghiên cứu sự tương tác của ánh sáng và vật chất để phát triển các thiết bị sử dụng hoặc phát hiện ánh sáng.

Cả ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng hồng ngoại đều được nghiên cứu trong lĩnh vực quang học.

Nghiên cứu về quang học đã được sử dụng để phát triển một loạt công nghệ được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, bao gồm máy ảnh, thiết bị kiểm tra mắt và internet tốc độ cao.

Quang học được sử dụng như thế nào trong các thành phố thông minh?

Do các ứng dụng rộng rãi của quang học, các công nghệ sử dụng kĩ thuật này được tìm thấy trên khắp các thành phố thông minh.

Từ những vật dụng thông thường mà mọi người thấy và sử dụng hàng ngày cho đến những ứng dụng tiên tiến, sáng tạo, dưới đây là 4 cách sử dụng quang học trong các thành phố thông minh:

Năng lượng mặt trời và bảo tồn năng lượng

Việc sử dụng các tấm pin mặt trời và tế bào để thu thập và lưu trữ các tia mặt trời ngày càng trở nên phổ biến hơn vì chúng tốn ít chi phí. Tiến bộ công nghệ làm cho chúng trở thành những lựa chọn khả thi hơn cho từng gia đình và doanh nghiệp cũng đã giúp thúc đẩy xu hướng này.

Nguồn năng lượng thay thế này đã được sử dụng bởi nhiều thành phố, giúp chúng trở nên độc lập hơn về năng lượng và giảm chi phí cũng như giảm việc sử dụng carbon.

Ngoài việc tìm kiếm các nguồn năng lượng tốt hơn, quang học còn là công cụ trong việc phát triển các thiết bị giúp bảo tồn năng lượng sử dụng, dù là thay thế hay truyền thống.

Ví dụ như bóng đèn LED, là một trong những tiến bộ chính của quang học. Từ bóng đèn đơn, nhỏ được sử dụng trong đèn bàn và đèn trên cao trong nhà cho đến trang bị toàn bộ trong các tòa nhà thương mại và chính phủ, bóng đèn LED giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí.

Viễn thông

Nhờ có cáp quang, truy cập internet đã có thể tiếp cận xa hơn và trở nên hợp lý hơn cho nhiều người. Việc tiếp cận thông tin này giúp cải thiện mức sống và kết quả kinh tế, đặc biệt là đối với những người có tình trạng kinh tế xã hội thấp hơn.

Khi công nghệ tiếp tục phát triển, kết nối càng trở nên tốt và nhanh hơn.

Bước tiếp theo của internet tốc độ cao là công nghệ 5G.

Công nghệ mới này cho phép số lượng thiết bị lớn hơn – máy tính, thiết bị di động và thậm chí cả phương tiện và máy móc khác – giao tiếp, giúp cho các thành phố an toàn và được kết nối nhiều hơn.

Internet tốc độ cao cũng giúp các thành phố thông minh có thể thu thập, truyền tải, lưu trữ và phân tích lượng lớn dữ liệu. Dữ liệu này có thể được sử dụng để cải thiện độ an toàn và bảo mật, tăng cường nỗ lực bảo tồn năng lượng, tiết kiệm thời gian và làm hài lòng người dân, vv…

Vận chuyển

Các thành phố lớn đòi hỏi rất nhiều phương tiện để vận chuyển người từ nơi này sang nơi khác.

Và, khi các thành phố được mở rộng, dân số gia tăng gây áp lực hơn nữa đối với các hệ thống giao thông và đường xá đã cũ. Điều này có thể dẫn đến tắc nghẽn giao thông, ô nhiễm và các vụ tai nạn nguy hiểm gia tăng.

Tuy nhiên, với máy quét và hệ thống giám sát sử dụng công nghệ quang học, các thành phố có thể cải thiện mô hình và hệ thống giao thông để giúp việc đi lại tốt hơn và an toàn hơn.

Cảm biến có thể được cài đặt trên đèn giao thông, ví dụ, cho phép thu thập dữ liệu liên quan đến các mẫu lưu lượng. Dữ liệu này sau đó được truyền, lưu trữ và phân tích – sử dụng công nghệ viễn thông được phát triển nhờ vào quang học – bởi các nhà lãnh đạo thành phố.

Các mẫu lưu lượng truy cập mới có thể được thiết lập và việc tắc đường có thể được giảm bằng cách sử dụng dữ liệu này. Ngoài ra, các nhà lãnh đạo thành phố có thể làm cho giao thông công cộng trở nên hấp dẫn và thuận tiện hơn, giảm ô nhiễm và tắc nghẽn giao thông nói chung.

Bảo vệ

Sống trong một thành phố lớn có thể có nghĩa là cư dân phải đối mặt với một loạt các nguy hiểm.

Từ các chất độc hại chưa biết đến tội phạm nói chung, các nhà lãnh đạo của các thành phố luôn tìm cách để giữ cho cư dân của họ an toàn hơn và giảm các tình huống nguy hiểm.

Các lĩnh vực quang học đã giúp tạo ra nhiều tiến bộ trong quy trình bảo mật, bao gồm quét võng mạc, pháp y, laser và quét DNA. Những công nghệ này giúp dễ dàng xác định tội phạm và các điều kiện nguy hiểm, giải quyết các vụ phạm tội nhanh hơn và ngăn ngừa thương tích và tử vong hơn nữa.