Quando alguém é enterrado por uma avalanche, terremoto ou outro desastre, um resgate rápido pode fazer a diferença entre a vida e a morte. O Instituto Fraunhofer de Física de Alta Freqüência e Técnicas de Radar FHR desenvolveu um novo tipo de dispositivo de radar móvel que pode pesquisar áreas com tamanho de hectares de forma rápida e completa. A nova tecnologia combina maior mobilidade com detecção precisa de sinais vitais.

Algumas regiões do mundo registram centenas de tremores de terra por dia. A maioria deles é de natureza menor, mas ocasionalmente um terremoto atinge um poder tão destrutivo que destrói edifícios e provoca tsunamis que devastam áreas enormes. Diante desse tipo de desastre, as equipes de resgate muitas vezes lutam para localizar e desenterrar os feridos com rapidez suficiente para salvá-los. Embora os dispositivos de radar possam fornecer assistência útil, os sistemas atuais são limitados à operação estacionária. Configure em um local fixo, eles só podem pesquisar até uma distância de vinte a trinta metros, dependendo das especificações do radar. Em desastres envolvendo destruição em grande escala, esta distância é simplesmente muito curta.

Com sede em Wachtberg, Alemanha, O Fraunhofer FHR oferece uma tecnologia que visa aumentar significativamente o raio de busca. "O que desenvolvemos é um sistema de radar móvel que localiza pessoas soterradas sob os escombros, detectando seu pulso e respiração, "diz Reinhold Herschel, um líder de equipe da Fraunhofer FHR. "Nosso objetivo a longo prazo é montar este dispositivo de radar em um drone e voar sobre o local do desastre. Isso tornaria as buscas mais rápidas e eficazes, mesmo em áreas que se estendem por vários hectares."

Vários transmissores e receptores permitem diferentes pontos de vista

Em termos básicos, o dispositivo de radar funciona emitindo ondas. Parte de cada onda é refletida pelos detritos, mas parte da onda passa pelos escombros e é refletida pelas pessoas e por tudo o que está enterrado embaixo deles. A distância até um objeto é calculada medindo quanto tempo o sinal leva para retornar ao detector no sistema de radar. Se esse objeto estiver se movendo - mesmo que seja apenas a pele de uma pessoa enterrada subindo e descendo algumas centenas de micrômetros a cada batimento cardíaco - isso muda a fase do sinal. O mesmo se aplica aos pequenos movimentos causados ​​por sua respiração. As pessoas normalmente respiram não mais do que 10 a 12 vezes por minuto, enquanto o coração bate em média 60 vezes por minuto, portanto, é relativamente simples distinguir entre essas diferentes mudanças de sinal usando algoritmos. Os pesquisadores também podem determinar exatamente onde a pessoa enterrada está localizada.

Isso é possível por um tipo especial de radar conhecido como MIMO, que significa entrada múltipla, saída múltipla. Os radares MIMO usam vários transmissores e receptores para estabelecer diferentes "pontos de vantagem" que podem ser usados ​​para identificar o local exato onde os paramédicos devem cavar em busca de sobreviventes.

Algoritmo detecta batimentos cardíacos irregulares

O que é único nesta tecnologia é sua combinação de mobilidade e detecção precisa dos sinais vitais das pessoas. A vantagem de mobilidade geralmente se refere a exemplos como montar o dispositivo em um drone e voar sobre o local do desastre, mas também é possível virar esse princípio de cabeça para baixo. Configure o sistema em um local fixo, por exemplo, e pode ser usado para detectar os sinais vitais de pessoas se movendo perto do radar. Existem várias situações em que isso pode ser útil, como prestar primeiros socorros a um grande número de vítimas em um ginásio esportivo após um terremoto. Nesse caso, o dispositivo de radar pode ser usado para registrar sinais vitais e atribuí-los a cada indivíduo para determinar quem precisa mais urgentemente de assistência. Neste exemplo, o algoritmo se concentra principalmente na detecção de mudanças, como se o coração de alguém está batendo irregularmente ou se o paciente está respirando muito rapidamente. O sistema de radar pode distinguir os sinais individuais e exibi-los separadamente. A precisão também é alta, com o dispositivo medindo as taxas de pulso com 99 por cento de precisão em comparação com as leituras feitas com monitores portáteis de frequência cardíaca. Ainda são necessárias mais pesquisas sobre o uso do radar para encontrar pessoas soterradas sob os escombros, mas os pesquisadores já fizeram um progresso significativo na detecção de sinais vitais perto do sistema de radar estacionário, testá-lo com sucesso em distâncias de até 15 metros. O próximo passo em direção a um produto viável seria conduzir um estudo de verificação com um parceiro na área médica.

Uma vez que o sistema de radar obteve uma avaliação positiva com base em dados suficientes, ele pode então passar para um processo de certificação com parceiros da indústria interessados. Provavelmente levará cerca de mais dois anos antes que os desenvolvedores criem um produto que seja preciso o suficiente para detectar vítimas soterradas de forma confiável em cenários complicados, como solo ou concreto, e adequado para aplicações baseadas em UAV. O Fraunhofer FHR continuará suas pesquisas nessa área para cumprir essa meta ambiciosa.