Máy bay không người lái trang bị cảm biến chất lượng không khí giá rẻ có thể cải thiện việc giám sát chất lượng không khí
Bởi Đại học Công nghệ Delft
Ngày 13 tháng 2 năm 2026
Máy bay không người lái mang theo bộ cảm biến đo lường được sử dụng để phát hiện các hạt bụi mịn. Ảnh: Ajit Ahlawat
Một máy bay không người lái được trang bị cảm biến chất lượng không khí giá rẻ đã phát hiện nồng độ bụi mịn cao bất ngờ ở độ cao khoảng 100 mét so với mặt đất ở Delhi. Những hiểu biết theo chiều dọc mới này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu và giảm thiểu hiện tượng sương mù đô thị. Các phát hiện, được công bố trên tạp chí npj Clean Air, chứng minh tính khả thi của việc đo lường ô nhiễm không khí ở độ cao lên đến 100 mét bằng cách sử dụng nền tảng máy bay không người lái tùy chỉnh, giá cả phải chăng.
Bụi mịn, PM2.5, là tác nhân chính gây ô nhiễm không khí và sương mù, do phát thải từ các nguồn sơ cấp như giao thông, công nghiệp và các hoạt động đốt sinh khối hoặc chất thải, và sự hình thành thứ cấp. Các sự kiện sương mù cực đoan thường xảy ra ở các siêu đô thị như Delhi và được biết là gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.
Cho đến nay, hầu hết các phép đo chất lượng không khí trong khu vực đều tập trung vào giám sát trên mặt đất, khiến tình trạng ô nhiễm trên cao chưa được biết đến.
Những thách thức về nhiễu sóng
Việc đo độ mờ ở độ cao luôn gặp khó khăn. Quan sát bằng máy bay và vệ tinh hoặc quá tốn kém hoặc thiếu độ phân giải cần thiết. Các phép đo bằng máy bay không người lái có thể khắc phục được nhược điểm này.
Ajit Ahlawat, Trợ lý Giáo sư tại Đại học Kỹ thuật Delft, đã dành nhiều năm nghiên cứu để vượt qua những thách thức này và xác nhận độ chính xác của các phép đo.
"Một bước tiến đáng kể là thiết kế một cửa hút lấy mẫu khí dung thẳng đứng tùy chỉnh, được đặt cách cánh quạt của máy bay không người lái khoảng 30 cm. Thiết kế này giảm thiểu sự mất mát hạt do nhiễu loạn cánh quạt gây ra. Một thách thức khác là độ ẩm cao, một yếu tố khí tượng không phải là hiếm gặp trong khu vực," Ahlawat nói.
"Vì việc lấy mẫu không khí gặp khó khăn trong điều kiện như vậy, một máy hút ẩm silica gel được thiết kế riêng đã được kết nối với ống lấy mẫu để đảm bảo kết quả đáng tin cậy."
Hình ảnh máy bay không người lái trong chuyến bay đo. Nguồn: Rohit k. Choudhary
Ô nhiễm không khí bị đánh giá thấp
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện nhiều chuyến bay ở Nam Delhi, phối hợp với Viện Công nghệ Ấn Độ Delhi, trong môi trường đô thị đông dân cư. Máy bay không người lái mang theo thiết bị đo nồng độ khối lượng PM2.5 ở các độ cao khác nhau, sau đó được xác thực bằng mô phỏng mô hình.
Kết quả cho thấy các mô phỏng mô hình hiện tại đánh giá thấp đáng kể nồng độ khối lượng PM2.5 trong các đợt sương mù buổi sáng.
"Điều này có thể là do sai lệch khô của mô hình, hạn chế khả năng mô phỏng sự phát triển hút ẩm của sol khí ở độ ẩm cao," Mira Pöhlker, Giáo sư tại TROPOS và Đại học Leipzig cho biết.
Hướng tới các chiến lược giảm thiểu tốt hơn
Những hiểu biết bổ sung về sự hình thành ô nhiễm không khí thu được từ phương pháp mới này có thể giúp cải thiện chất lượng không khí và các biện pháp can thiệp cho sức khỏe cộng đồng.
Ahlawat cho biết: "Tôi rất vui mừng thông báo rằng việc đo đạc các cấu trúc thẳng đứng bằng cảm biến chất lượng không khí giá rẻ đang hoạt động hiệu quả, và các phương pháp này được công khai. Điều này sẽ cho phép người dân ở các thành phố lớn phát triển các hệ thống dự báo và cảnh báo sương mù tốt hơn, đồng thời cung cấp những hiểu biết có giá trị trong việc xác định ô nhiễm ở các tầng thẳng đứng."
Ajit Ahlawat bắt đầu nghiên cứu này tại Viện Nghiên cứu Tầng đối lưu Leibniz, nơi ông cùng với Giáo sư Sagnik Dey (IIT-CAS) và Tiến sĩ Birgit Wehner (TROPOS) đã lên ý tưởng nghiên cứu và sau đó tiến hành quan sát thực địa tại Delhi, với sự hỗ trợ từ các đồng nghiệp của Viện Công nghệ Ấn Độ (IIT).
Từ năm 2024, ông là Trợ lý Giáo sư tại Đại học Công nghệ Delft ở Hà Lan, nơi ông nghiên cứu về ô nhiễm không khí ở các khu vực đô thị, đặc biệt tập trung vào sự hình thành sương mù và khói mù.
Thông tin thêm: Ajit Ahlawat và cộng sự, Các phép đo bằng máy bay không người lái cho thấy sương mù đô thị gần bề mặt cao, npj Clean Air (2026). DOI: 10.1038/s44407-025-00044-3
