РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

POINTER: новой системе спасения пожарных не мешает ни дым, ни огонь

Инженеры разрабатывают уникальную технологию определения местоположения, позволяющую выявлять пожарных внутри зданий даже при очень сильной задымленности, когда другие аналоги попросту не работают.

Работа пожарных — спасать людей, но иногда помощь требуется и им самим. Для того, чтобы быстро вычислить человека внутри горящего здания, инженеры NASA разработали систему слежения на базе магнитоквазистатические поля

При организации аварийно-спасательных работ внутри здания пожарные часто сталкиваются с быстро меняющейся окружающей средой, скрытой дымом и пламенем. Навигация внутри здания может сбивать с толку, и, если пожарный потеряется или получит травму, спасатели должны иметь возможность быстро вытащить его из опасной зоны.

Чтобы помочь специалистам, работающим в трудных условиях, Лаборатория реактивного движения NASA и Управление науки и технологий Министерства внутренней безопасности (S&T) разрабатывают POINTER (сокр. от Precision Outdoor and Indoor Navigation and Tracking for Emergency Response) — систему для обнаружения и отслеживания пожарных внутри зданий.

«Даже с учетом всех достижений современных технологий пожаротушения, мы все равно ежегодно теряем слишком много пожарных», — признался Грег Прайс, возглавляющий программы исследований и разработок служб быстрого реагирования S&T. «Мы хотим дать им инструменты, необходимые для обеспечения их собственной безопасности. POINTER — одно из тех решений, которые спасают жизни».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В отличие от технологий позиционирования, таких как GPS или радиочастотная идентификация, POINTER не использует радиоволны. Хотя они и являются надежным средством определения вашего местоположения в относительно открытом пространстве, волны могут стать непредсказуемыми, если вы войдете в помещение или окажетесь в окружении высоких зданий. В повседневной жизни это часто доставляет лишь бытовой дискомфорт, но когда вы пытаетесь найти пожарных в горящем здании, потеря времени может привести к смерти человека.

Как пожарным помогают магнитоквазистатические поля

POINTER устраняет фактор непредсказуемости, используя магнитоквазистатические (MQS) поля. Это тип электромагнитного поля, который долгое время практически игнорировался исследователями как жизнеспособный инструмент позиционирования. Все потому, что это поле слишком быстро сходит на нет в зависимости от расстояния. Но старший технолог-исследователь JPL Дарминдра Арумугам помог разработать математическую и технологическую основу для практического применения MQS, используя более низкие частоты для расширения диапазона этой технологии, обеспечивая при этом высокоточные данные о местоположении объекта.

«Эти поля не блокируются и не отражаются материалами, находящимися в большинстве зданий», — отметил Арумугам, который также является главным исследователем в программе POINTER.

Поля MQS могут возникать, когда через катушку проходят переменные электрические токи низкой частоты. Электромагнитные поля имеют как электрические, так и магнитные компоненты, но на очень низких частотах магнитная составляющая в полях MQS становится доминирующей. В квазистатическом диапазоне, который может простираться от нескольких до тысяч метров (определяется частотой, проходящей через катушку), поля MQS действуют во многом как статическое магнитное поле, создаваемое внутренними частями нашей планеты. Вот почему это поле описывается как «квазистатическое», что означает почти стационарное или очень медленно колеблющееся.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«В то время как радиоволны блокируются, отражаются и ослабляются металлическими, цементными и кирпичными материалами в зданиях, магнитоквазистатические поля игнорируют их. Они проходят прямо сквозь стены, создавая средства для навигации и связи, когда прямой видимость недоступна», — пишут исследователи.

Подобная форма технологии позиционирования также будет иметь применение за пределами Земли, добавил Арумугам. Методика MQS может быть настроена на большие расстояния, заполняя значительный технологический пробел в системах навигационных датчиков для некоторых проектов космических роботов NASA. Многие из этих роботизированных систем должны будут автономно перемещаться в сложных условиях вне зоны прямой видимости и могут потребовать дополнительных навигационных способностей. Поля MQS пригодятся роботами, проникающими в лед, пещерными и подводными ботам и подойдут для тех сред, где традиционные методы навигации не работают должным образом.

Практическое использование

Система POINTER состоит из трех частей: приемника, передатчика и базовой станции. Пожарный носит при себе трубку, размер которой в настоящее время сравним с мобильным телефоном, но ожидается, что после доработки она станет намного меньше. Передатчик, который может быть прикреплен к машинам скорой помощи за пределами здания, генерирует поля MQS, которые проходят через здание, опрашивая любые приемники, расположенные внутри, на расстоянии около 70 метров в текущей версии системы.

Этот диапазон может быть расширен, но в большинстве случаев применения противопожарных служб больше и не требуется. Приемники обнаруживают поля, определяют их местоположение в трехмерном пространстве, а затем отправляют эти данные обратно за пределы здания на портативный компьютер (базовую станцию). Программное обеспечение для визуализации показывает местонахождение пожарных в трехмерном пространстве с точностью до нескольких сантиметров, повышая тем самым их шансы на спасение в случае ЧП.

Кстати, у нас есть канал в Telegram, где можно почитать о самых свежих и интересных новостях из мира науки и техники.

Подписаться

Загрузка статьи...