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Un nuovo radar mobile per il salvataggio delle persone sepolte

Quando qualcuno viene sepolto da una valanga, un terremoto o un altro disastro, un rapido soccorso può fare la differenza tra la vita e la morte. Il Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques FHR ha sviluppato un nuovo tipo di dispositivo radar mobile in grado di cercare rapidamente e accuratamente in aree estese anche un ettaro. La nuova tecnologia combina una maggiore mobilità con un rilevamento accurato dei segni vitali.

Sebbene i dispositivi radar possano fornire un’utile assistenza, i sistemi attuali sono limitati al funzionamento stazionario. Installati in un punto fisso, possono cercare solo fino a una distanza compresa tra venti e trenta metri, a seconda delle specifiche del radar. Nei disastri che comportano distruzioni su larga scala, questa distanza è semplicemente troppo breve.

Con sede a Wachtberg, in Germania, Fraunhofer FHR offre una tecnologia che mira ad aumentare in modo significativo il raggio di ricerca. “Quello che abbiamo sviluppato è un sistema radar mobile che individua le persone sepolte sotto le macerie rilevandone il polso e la respirazione“, afferma Reinhold Herschel, team leader del Fraunhofer FHR. “Il nostro obiettivo a lungo termine è quello di montare questo dispositivo radar su un drone e farlo volare sopra il sito del disastro. Ciò renderebbe le ricerche più veloci ed efficaci anche in aree che si estendono su vari ettari“.

DIVERSI PUNTI DI VISTAIn termini di base, il dispositivo radar funziona emettendo onde. Parte di ogni onda viene riflessa dai detriti, ma parte dell’onda passa attraverso le macerie e viene riflessa dalle persone e da qualsiasi altra cosa sepolta sotto di essa.

La distanza da un oggetto viene calcolata misurando il tempo impiegato dal segnale per tornare al rilevatore nel sistema radar. Se quell’oggetto si muove, anche se è solo la pelle di una persona sepolta che si alza e si abbassa di poche centinaia di micrometri ad ogni battito cardiaco, cambia la fase del segnale. Lo stesso vale per i piccoli movimenti causati dal loro respiro.

Le persone in genere fanno un respiro non più di 10-12 volte al minuto, mentre il cuore batte in media 60 volte al minuto, quindi è relativamente semplice distinguere tra questi diversi cambiamenti di segnale usando algoritmi.

Ciò è reso possibile da un tipo speciale di radar noto come MIMO, che sta per multiple input, multiple output. I radar MIMO utilizzano più trasmettitori e ricevitori per impostare diversi “punti di osservazione” che possono quindi essere utilizzati per identificare la posizione esatta in cui i paramedici dovrebbero scavare per i sopravvissuti.

BATTITI CARDIACI IRREGOLARICiò che rende unica questa tecnologia è la sua combinazione di mobilità e rilevamento accurato dei segni vitali delle persone. Il vantaggio di mobilità si riferisce generalmente ad esempi come il montaggio del dispositivo su un drone e il suo volo sopra il luogo del disastro, ma è anche possibile ribaltare questo principio. Impostare il sistema in un punto fisso, ad esempio, e può essere utilizzato per rilevare i segni vitali delle persone che si muovono vicino al radar.

Ci sono una serie di situazioni in cui ciò potrebbe essere utile, come fornire il primo soccorso a un gran numero di vittime in un palazzetto dello sport a seguito di un terremoto. In questo caso, il dispositivo radar potrebbe essere utilizzato per registrare i segni vitali e assegnarli a ciascun individuo per determinare chi ha più urgente bisogno di assistenza. In questo esempio, l’algoritmo si concentra principalmente sulla rilevazione di cambiamenti come se il cuore di qualcuno battesse in modo irregolare o se un paziente respirasse molto rapidamente. Il sistema radar può distinguere i singoli segnali e visualizzarli in modo separato. Anche la precisione è elevata, con il dispositivo che misura la frequenza del polso con una precisione del 99% rispetto alle letture effettuate utilizzando cardio-frequenzimetri portatili.

Sono ancora necessarie ulteriori ricerche sull’utilizzo del radar, ma i ricercatori hanno già compiuto progressi significativi nel rilevare i segni vitali vicino al sistema radar stazionario, mettendolo alla prova con successo a distanze fino a 15 metri. Il prossimo passo verso un prodotto valido sarebbe condurre uno studio di verifica con un partner in campo medico.

Una volta che il sistema radar ha ottenuto una valutazione positiva basata su dati sufficienti, può quindi passare a un processo di certificazione con i partner industriali interessati. Probabilmente ci vorranno circa altri due anni prima che gli sviluppatori creino un prodotto sufficientemente preciso da rilevare le vittime sepolte in modo affidabile in scenari difficili come il suolo o il cemento e adatto per applicazioni basate su UAV. Il Fraunhofer FHR continuerà la sua ricerca in questo settore per raggiungere questo ambizioso obiettivo.

Renato Sansone: Giornalista scientifico, iscritto all'ordine nazionale dal 2013. Si occupa di cronaca scientifica dal 2011. Contatti: renato.sansone@geomagazine.it
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