Αναπτύχθηκε ραντάρ για γρήγορη διάσωση θαμμένων ανθρώπων

Αναπτύχθηκε ραντάρ για γρήγορη διάσωση θαμμένων ανθρώπων
Image credit: Patrick Wallrath - Fraunhofer FHR

Όταν κάποιος θάβεται από χιονοστιβάδα, συντρίμμια από σεισμό ή άλλη καταστροφή, η γρήγορη διάσωση μπορεί να κάνει τη διαφορά μεταξύ ζωής και θανάτου. Το Γερμανικό Ινστιτούτο Fraunhofer έχει αναπτύξει ένα νέο είδος κινητής συσκευής ραντάρ που μπορεί να αναζητήσει ανθρώπινα θύματα σε περιοχές μεγέθους όσο ενός εκταρίου γρήγορα και διεξοδικά. Η νέα τεχνολογία συνδυάζει μεγαλύτερη δυνατότητα κινητικότητας από τον χειριστή με ακριβή ανίχνευση των ζωτικών σημείων που ενδεχομένως να βρίσκεται από κάτω κάποιος άτυχος.

Ορισμένες περιοχές του κόσμου καταγράφουν κάθε μέρα εκατοντάδες σεισμούς στη γη. Οι περισσότεροι εξ αυτών είναι αρκετά χαμηλοί σε ένταση, αλλά περιστασιακά δημιουργούνται δυνατοί σεισμοί που χτυπούν με τόσο καταστροφική δύναμη που διαλύουν κτίρια και πυροδοτούν τσουνάμι σε παραθαλάσσιες περιοχές. Αντιμέτωποι με αυτό το είδος καταστροφής, τα πληρώματα διάσωσης συχνά αγωνίζονται να εντοπίσουν και να ανακαλύψουν τραυματίες, αρκετά γρήγορα για να τους σώσουν. Αν και οι τυπικές συσκευές ραντάρ μπορούν να παρέχουν χρήσιμη βοήθεια, τα τρέχοντα συστήματα περιορίζονται για στάσιμη λειτουργία. Εγκατεστημένο σε σταθερό σημείο, μπορούν να πραγματοποιήσουν αναζήτηση μόνο σε απόσταση από είκοσι έως τριάντα μέτρα, ανάλογα με τις προδιαγραφές του ραντάρ. Σε καταστροφές που περιλαμβάνουν καταστροφή μεγάλης κλίμακας, αυτή η απόσταση είναι πολύ μικρή.

Με έδρα το Wachtberg, της Γερμανίας, το Fraunhofer FHR προσφέρει μια τεχνολογία που στοχεύει να αυξήσει σημαντικά την ακτίνα αναζήτησης. «Αυτό που έχουμε αναπτύξει είναι ένα κινητό σύστημα ραντάρ που εντοπίζει ανθρώπους που είναι θαμμένοι κάτω από τα ερείπια, ανιχνεύοντας τον παλμό και την αναπνοή τους», λέει ο Reinhold Herschel, επικεφαλής της ομάδας Fraunhofer FHR. «Ο μακροπρόθεσμος στόχος μας είναι να τοποθετήσουμε αυτήν τη συσκευή ραντάρ σε ένα drone και να την πετάξουμε πάνω από τον τόπο καταστροφής. Αυτό θα έκανε τις αναζητήσεις πιο γρήγορες και πιο αποτελεσματικές, ακόμη και σε περιοχές που εκτείνονται σε πολλά εκτάρια».

Πως λειτουργούν οι πομποί και οι δέκτες του ραντάρ

Εξηγώντας με απλά λόγια τους βασικούς όρους, μια συσκευή ραντάρ λειτουργεί εκπέμποντας κύματα. Μέρος κάθε κύματος αντανακλάται από τα συντρίμμια, αλλά μερικά από τα κύματα περνούν μέσα από τα ερείπια και αντανακλάται από τους θαμμένους ανθρώπους και οτιδήποτε άλλο ζωντανό ον κάτω από αυτό. Η απόσταση από ένα αντικείμενο υπολογίζεται μετρώντας πόσο χρόνο χρειάζεται το σήμα για να επιστρέψει στον ανιχνευτή στο σύστημα ραντάρ. Εάν αυτό το αντικείμενο κινείται, ακόμα κι αν είναι ένα δέρμα ενός θαμμένου ατόμου, τότε το σήμα αυξάνεται κατά μερικές εκατοντάδες μικρόμετρα με κάθε καρδιακό παλμό, και κάπως έτσι αυτό τη φάση του σήματος. Το ίδιο ισχύει και για τις μικρές κινήσεις που προκαλούνται από την αναπνοή τους. Οι άνθρωποι συνήθως παίρνουν μια ανάσα, όχι περισσότερο από 10 έως 12 φορές το λεπτό, ενώ η καρδιά χτυπά κατά μέσο όρο 60 φορές το λεπτό, οπότε είναι σχετικά απλό να γίνεται διάκριση μεταξύ αυτών των διαφορετικών αλλαγών σήματος χρησιμοποιώντας αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης.

Αυτό γίνεται εφικτό από έναν ειδικό τύπο ραντάρ γνωστό ως MIMO, το οποίο σημαίνει στα ελληνικά πολλαπλή είσοδο, και πολλαπλή έξοδο. Τα ραντάρ MIMO χρησιμοποιούν πολλαπλούς πομπούς και δέκτες για τη δημιουργία διαφορετικών «πλεονεκτημάτων», τα οποία μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της ακριβούς θέσης όπου οι διασώστες θα κληθούννα σκάψουν για τους επιζώντες.

Ο αλγόριθμος ανιχνεύει ακανόνιστους καρδιακούς παλμούς

Αυτό που είναι μοναδικό σε αυτήν την τεχνολογία είναι ο συνδυασμός αυξημένης και εύκολης κινητικότητας και ακριβούς εντοπισμού ζωτικών σημείων των ανθρώπων. Το πλεονέκτημα κινητικότητας αναφέρεται γενικά σε παραδείγματα όπως η τοποθέτηση της συσκευής σε ένα drone και η πτήση της πάνω από τον τόπο καταστροφής. Υπάρχουν ορισμένες καταστάσεις όπου αυτό θα μπορούσε να είναι χρήσιμο, όπως η παροχή πρώτων βοηθειών σε μεγάλο αριθμό θυμάτων σε μία αίθουσα δεξίωσης γάμου μετά από σεισμό. Σε αυτήν την περίπτωση, η συσκευή ραντάρ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την καταγραφή ζωτικών σημείων και την αποκλειστική ανάθεση τους ξεχωριστά σε κάθε άτομο για να προσδιορίσει ποιος έχει την πιο επείγουσα ανάγκη βοήθειας. Σε αυτό το παράδειγμα, Ο αλγόριθμος επικεντρώνεται κυρίως στην ανίχνευση αλλαγών, όπως εάν η καρδιά κάποιου χτυπά ακανόνιστα ή αν ένας ασθενής αναπνέει πολύ γρήγορα.

Το σύστημα ραντάρ μπορεί να διακρίνει τα μεμονωμένα σήματα και να τα εμφανίσει ξεχωριστά. Η ακρίβεια είναι επίσης υψηλή, με τη συσκευή να μετρά τους ρυθμούς παλμών με ακρίβεια 99% σε σύγκριση με τις μετρήσεις που λαμβάνονται χρησιμοποιώντας φορητές οθόνες καρδιακού ρυθμού που παρουσιάζουν πιο χαμηλό ποσοστό επιτυχίας, ανάλογα με την ποιότητα της συσκευής. Απαιτείται ακόμη περισσότερη έρευνα σχετικά με τη χρήση του ραντάρ για την εύρεση ατόμων που είναι θαμμένα κάτω από τα ερείπια, αλλά οι ερευνητές έχουν ήδη σημειώσει σημαντική πρόοδο στην ανίχνευση ζωτικών σημείων κοντά στο σταθερό σύστημα ραντάρ, δοκιμάζοντας με επιτυχία σε αποστάσεις έως και 15 μέτρα. Το επόμενο βήμα προς ένα βιώσιμο προϊόν θα ήταν η διεξαγωγή μελέτης επαλήθευσης περιστατικών με ένα ιατρικό συνεργάτη και έπειτα η μεταφορά του στο νοσοκομείο. Μόλις το σύστημα ραντάρ αποκτήσει θετική αξιολόγηση βάσει επαρκών δεδομένων, μπορεί στη συνέχεια να προχωρήσει σε διαδικασία πιστοποίησης ούτως ώστε να σπεύσουν άμεσα οι διασώστες

Ωστόσο, πιθανότατα θα χρειαστούν περίπου δύο ακόμη χρόνια έως ότου οι προγραμματιστές δημιουργήσουν ένα προϊόν που θα είναι αρκετά ακριβές για να ανιχνεύσει αξιόπιστα τα θανατηφόρα θύματα σε δύσκολα σενάρια, όπως πάρα πολύ βαθιά στο έδαφος ή το σκυρόδεμα, όπως και για να καταστεί κατάλληλο για εφαρμογές που βασίζονται σε UAV. Η Fraunhofer FHR θα συνεχίσει την έρευνα της σε αυτόν τον τομέα για να επιτύχει αυτόν τον φιλόδοξο στόχο.

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ εισάγετε το σχόλιο σας!
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας