最近的地震在日本和厄瓜多尔,我们想起了拯救生命的NASA技术,帮助定位在去年的尼泊尔地震幸存者。我们采访了吉姆•勒克斯仪项目任务管理器,第一次使用在尼泊尔。仪生产单位的两家公司都是帮助搜救队在最近的地震遗址。与FINDER SpecOps集团目前在日本,R4在厄瓜多尔。

一年前的今天,尼泊尔发生7.8级地震。据美国有线电视新闻网报道从大地震的死亡人数超过8000。一个额外的17800人受伤。搜索和救援行动持续了几天:幸存者从废墟下地震后一周。大部分的损伤发生在偏远村庄,使得工作人员搜救更加困难。能够快速定位幸存者为了优先救援行动是至关重要的。

仪是由美国宇航局开发的一种便携式雷达装置。它使搜索和救援队扫描面积碎片幸存者没有进入废墟。查找器查找心跳和呼吸。它被用来搜索多个尼泊尔村庄Chautara倒塌的建筑物。

“紧急救援人员能够识别四个男人一直被困在尼泊尔的碎石和然后保存凭借新技术:先进的心跳检测。”

Brian Clark霍华德,国家地理

仪是什么?

发现个人灾难和应急响应仪)是一种便携式多通道雷达安置在航空公司行李随身携带的风格。它被设计用来检测人类心跳埋在30英尺的碎石。仪是为了救人,而这正是它了第一个现场部署。

仪是在搜索和救援行动的前线,我们讨论了工程的努力和技术进入创建与吉姆勒克斯仪:

问:仪项目如何开始?

仪开始在联邦应急管理局正在寻找一个工具来帮助与大规模的灾害,如海地地震,数以百计的倒塌的结构。他们想要的东西,他们可以走在街上和找出哪些结构有受害者,并没有。

问:查找器是如何工作的呢?

答:雷达照亮瓦砾堆,从灾难站点接收反射回来,包括受害者(s)。查找器查找反射的变化表明运动,然后检查这些运动可以归因于人类心跳变化(1毫米)和呼吸(1厘米的变化)。它可以区分人类从动物或机械呼吸运动。

问:花了多长时间去查找器版本使用在尼泊尔吗?

答:我们开始真正着手设计在2012年的秋天,和2013年1月开始建造第一个便携式原型。我们的第一个原型在费尔法克斯县经过实地测试,VA废墟网站2013年4月。几个迭代,我们最终原型准备在2013年9月。

单位像去尼泊尔是一个稍微更新版本的原型,更容易生产改善,但仍基本上相同的设计。

问:这个项目最大的技术挑战是什么?

答:我认为最大的挑战是组建一个团队在短时间内可以这样做,我们必须完成这个项目。基本的技术都存在于不同的地方。我们需要重塑他们这个特定的应用程序;需要一个多学科的方法。我们有做天线的人,那些做射频设计,开发软件的人,那些发达的用户界面,然后包装。我们必须使它适合在一个盒子里,可以在飞机上的行李架。

问:什么是仪的主要硬件组件?

答:有“鹈鹕”情况下,雷达和它手持平板电脑。“鹈鹕”案例5 JPL-designed建立射频模块:1发射器和4接收器。每个模块都有单片机、射频组件和一个补丁天线。他们连接到嵌入式电脑,也有一个GPS接收器和相机连接。雷达是一个wi - fi接入点的平板电脑连接到交流。

问:什么软件被用来设计仪?

我们使用很多软件设计器,当然,在FINDER中一个重要组成部分的软件。我们最初的设计和建模与purpose-specific在编写的程序完成MATLAB做事喜欢模拟雷达行为和建立有限元模型模拟。我们写了一个MATLAB程序,生成一个模拟的瓦砾堆实际上下降随机形状和大小的瓦砾碎片在一个虚拟的盒子。程序生成一个场景文件充满建设性的立体几何基元为以后渲染,并填充体素的有限元模型中。实际的有限元模型用FORTRAN传播。MATLAB程序读取并生成图表和分析模型输出。我们使用POVray作为3 d渲染引擎生成的图片模拟瓦砾。

我们发布测试数据的分析和调整操作参数用MATLAB来阅读受害者检测代码,生成的日志文件和数据跨多个数据集。

问:你能告诉我们关于软件上运行查询时在现场吗?

答:仪单元本身有多种软件。射频模块的单片机是一个小小的3.1 (PJRC.com) Arduino-like设备编程在C / c++的组合。实际的检测是受害者编制MATLAB在平板电脑上运行。

问:仪用于其他应用程序是什么?

答:除了在废墟中搜救应用,搜索可以找到雪雪崩的受害者。在雪崩中,有一个相当大的区域搜索,和当前搜索技术基本上依靠坚持长期调查雪,看到如果你感觉自己像一个受害者。雪崩信号做帮助,但他们让你进入区域,然后你去调查。仪可以帮助检测受害者没有携带灯塔。

问:仪也应用在太空吗?

答:仪应用于空间。有测量宇航员的原始应用程序与一个非接触式传感器的心率。不过,有很多:我们真正是一个小,低功耗,非接触式距离传感器,测量相对较低的处理需求。如果你设计一个宇宙飞船,可以用另一个航天器交会,小型雷达传感器类似于仪可以很有用:它有一个广泛的视野,它可以很容易地和精确测量的范围和速度100米或更远的东西。

问:仪系统已经发布了两家公司的商业推广。这是否意味着你的团队完成这个项目吗?如果不是,接下来是什么?

就像你说的,搜索和救援者在商业生产,但是有很多其他应用程序的传感器。我们一直看着其他医疗设备应用程序,与其说测量心率,但对于更复杂的测量。我们可以测量小运动的变化,根据频率,我们可以检测皮肤组织的运动。你可以有一个非接触式微波听诊器,或者我们可以直接测量心脏的运动。我们也做一些工作扩大探测范围,结合仪传感器与其他传感器。

在喷气推进实验室,我们总是感兴趣减少尺寸,重量,和电力需求,所以我认为我们可以期待看到更小、更轻的FINDER-type传感器在未来。

仪也是一个很好的例子,如何技术,最初设计用于空间应用,发现了一个非凡的交替使用。美国商会(U.S. Chamber of Commerce)仪对其补充道列表的技术在地球上产生了重大的影响。仪连接可敬的技术来自美国宇航局的精英俱乐部,其中包括记忆泡沫,耳朵温度计,假肢。NASA已经在线杂志致力于剥离技术。检查一下在这里。