这个新的火灾探测器能在十年内预防多少灾难?这就是电池的续航时间。

更换你家烟雾探测器的电池是一个很简单的解决办法。但在更复杂的环境中，比如森林、大型建筑或飞机，这就更加棘手了。在这些环境中，你需要拥有数百台电池供电设备的网络，才能快速准确地探测到火焰。

东北大学的研究人员Matteo Rinaldi想出了一个聪明的解决方案:一个智能探测器，它可以利用设计用来探测的火焰，将自己从超省电模式中唤醒。

东北智能研究院院长马泰奥·里纳尔迪(左)与研究助理教授钱振云。照片由Matthew Modoono/东北大学拍摄

“到目前为止，还没有一种技术可以在不频繁更换电池的情况下无线探测火灾，”东北大学智能中心主任、电气和计算机工程副教授里纳尔迪(Rinaldi)说。“这阻止了火灾监测系统在复杂环境中的部署，这就是为什么我们会发生圣母大学火灾这样的悲剧事件。”

大多数最先进的火焰探测器都使用电池来完成监测和处理信息等功能。在建筑工地或航天器等地方，火灾相对较少，由于环境的原因，烟雾探测是不现实的，频繁更换电池往往是昂贵和不切实际的。里纳尔迪说，依赖硬接线还可能在停电的关键时刻导致故障。

他说:“待机功耗实际上限制了商用传感器技术的电池寿命。”“我们正在消除这一切。”

在睡眠模式下，里纳尔迪的新探测器可以在不使用电池的情况下小睡长达10年，或者直到火焰把它唤醒。这意味着电池只能在设备探测到火焰并发出无线警告信号的短时间间隔内使用。

这是一个关闭的，但警报，无线系统，可以保护大型和复杂的地区，如商业建筑，建筑工地，飞机，空间站和森林。

里纳尔迪说:“想象一下，你可以部署传感器，然后把它遗忘多年，因为你知道只有在发生火灾时，它们才会打开。”“你将能够真正预防像2018年加州野火这样的灾难。”

里纳尔迪的传感器依赖于一种微型机械装置，它本质上是我们每天使用的电灯开关的微型版本。来自火焰的红外能量就像手指推动一个微型机械继电器(开关)来触发火灾警报。

这一切都发生在微观和纳米级，原子和分子水平。里纳尔迪说，在如此小的规模下，原材料更便宜，更容易批量生产。其中一个传感器节点大约有硬币那么大。微型机械开关:大约和人类头发的直径一样大。

该装置由两个微小的触点组成，触点之间有一个很小的间隙。关闭它需要来自火焰的特定红外能量，火焰会加热其中一个触点，并像一个微型潜水板一样将其推下，从而完成整个电路。此时，能量开始从电池中流出，通信设备发出警报。

但是一旦火焰的能量消失，电路就会打开，传感器就会重新进入休眠状态。微型潜水板配备了超薄超材料，可以过滤掉所有其他类型的能量，防止其他物体发出红外假警报。

纳米技术专家Rinaldi说:“这些超薄超材料吸收器非常重要。”“我们可以改变它们的表面特性，通过这样做，不同的波长被困在这些微小的材料中，触发开关。”

里纳尔迪的实验室已经开发和测试这项技术四年了。除了火焰探测，他们还研究了如何对这些纳米结构的传感器进行微调，以发现来自不健康作物或战区活动的信号。

该团队已经为其红外传感器技术申请了专利，并计划通过一家名为Zepsor Technologies的初创公司将其零功率无线火焰探测器商业化，用于建筑工地、仓库和森林等场所。

里纳尔迪说:“市场上没有这样的产品。“这是一款低成本、投币大小的无线火焰探测器，几年之内都不需要新电池，而且可以很容易地为最复杂的环境进行改装。”

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