«Радиодозор»: томские ученые разработали прибор для поиска людей под завалами

Чудесное спасение

98-летняя итальянка Инесс Д’Алессандро к моменту обнаружения ее спасателями провела под руинами собственного дома 30 часов. Одно из самых мощных за последние 50 лет землетрясений в Италии магнитудой 5,8 произошло в центральной области Абруццо, в городке Аквила, в ночь на 6 апреля 2009 года. За основным подземным толчком произошло несколько афтершоков, вызвавших дополнительные разрушения. В момент толчка 7 апреля был окончательно разрушен поврежденный купол собора Святых Душ. Этот толчок ощущался даже в Риме.

«Я едва успел протиснуться через дыру в лестнице, как за мной рухнул весь этаж, – рассказывал студент Луиджи Альфонси, спасшийся из университетского общежития. – До этого, в ужасе сидя на кровати, я слышал, как стены сползают вокруг меня».

Читайте также из рубрики Наука: Чем меньше, тем лучше: российские ученые разработали наноматериал будущего

Жертвами стихийного бедствия стали 309 человек, были ранены около 1,5 тыс., примерно 70 тыс. жителей области остались без крыши над головой. Спасательная операция продолжалась несколько дней: несмотря на то, что с каждым часом вероятность найти под завалами живых людей становится все меньше и меньше, спасатели не оставляли надежд.

«Даже спустя четыре или пять дней после землетрясения можно найти выживших. Под руинами есть пустоты, люди там могут дышать. Мы надеемся, что их удастся спасти. Для этого мы сюда и приехали», – спустя два дня после землетрясения говорил координатор поисково-спасательной команды Иван Родес Лозано.

Спасатели регулярно проводили минуты тишины: выключали тяжелую технику и сирены, надеясь услышать хоть какие-то звуки из-под груды обломков. И кому-то действительно повезло.

Через два часа после землетрясения из-под завалов в Аквиле были спасены две студентки с Кипра. Они оказались запертыми в частично обрушившемся доме. Одна из них смогла с мобильного дозвониться своему отцу на Кипр. Тот проинформировал руководство кипрской полиции, которое связалось с итальянским отделением Интерпола и передало ему данные о местонахождении девушек. Спасатели вытащили их через дыру в стене.

Через 23 часа из-под завалов университетского общежития извлекли 24-летнюю Марту.

6 апреля 2009 года. Фото: bostonglobe.com

Почти двое суток провела под обломками дома девушка по имени Элеонора. На 42 часа она оказалась в бетонной ловушке: одна ее рука была раздавлена, а нога придавлена большим куском камня. Несмотря на это Элеонора находилась в сознании и, пока спасатели разбирали завалы, все время разговаривала с ними.

Так же нелегко пришлось итальянским спасателям при извлечении из-под обломков дома мальчика: «Нам была видна только его голова, все тело было скрыто под завалами. Мы разбирали завал по камешку, и наконец-то нам удалось его вытащить».

Жительницу Аквилы Инесс Д’Алессандро землетрясение застало в кровати. На вопрос, что она делала больше суток до своего чудесного спасения, старая сеньора ответила: «То же, что все годы своей жизни, – вязала крючком». Потом Инесс Д’Алессандро съела крекер и перед телеинтервью попросила дать ей причесаться.

Это второе разрушительное землетрясение в жизни 98-летней Инесс Д’Алессандро. Первое землетрясение выпало на долю женщины в 1915 году. Тогда в другом городе области Абруццо и его окрестностях погибло около 30 тыс. человек, в том числе две сестры Инесс.

Провинция Аквила, получившая прозвище «город землетрясений» из-за многочисленных «встрясок» в 1315, 1349 1452, 1501, 1646 и 1703 году, до сих пор не может прийти в себя. На главной площади города – Дуомо – установили памятник жертвам стихии. Множество зданий и исторических памятников находится в строительных лесах. Реставрация движется медленными темпами из-за недостатка средств и из-за новых подземных толчков, которые сотрясали Абруццо и соседние регионы в 2016–2017 годах. Можно с уверенностью сказать, что это не последние землетрясения, выпавшие на долю Аквилы: город окружен массивами молодых гор и находится в зоне повышенной сейсмической активности.

6 апреля 2009 года. Фото: bostonglobe.com

Видеть сквозь стены

Ежегодно в мире происходят десятки катастроф: землетрясения, обрушения, оползни и завалы, пожары, жертвами которых становятся сотни и тысячи людей. Помимо крупных катастроф все чаще случаются террористические атаки. Вне зависимости от масштабов происшествия в таких ситуациях остро стоит проблема спасения человеческих жизней.

«Как правило, подобные чрезвычайные ситуации приводят к существенным разрушениям, а поиск и спасение людей в таких условиях становятся очень трудной задачей, – рассуждает аспирант кафедры радиофизики, инженер малого инновационного предприятия «Радиовидение» Томского государственного университета (ТГУ) Илья Цепляев. – Таким образом, необходимо иметь устройства, способные дистанционно, быстро и точно определять местоположение людей за преградами. «Радиодозор-М» решает данную задачу».

Читайте также из рубрики Наука: Спасение утопающих: ученые создали плот для спасения с тонущих самолетов

Прибор «Радиодозор-М», разработанный и изготовленный Ильей Цепляевым совместно с учеными кафедры радиофизики ТГУ и лаборатории Сибирского физико-технического института, предназначен для поиска людей за преградами: кирпичными, железобетонными стенами и другими строительными конструкциями, а также в условиях задымления и под завалами. Причем прибор позволяет в режиме реального времени найти как движущихся людей, так и неподвижных.

Сегодня мировым лидером рынка устройств обнаружения людей за преградами является израильская фирма Camero. «Радиодозор-М» обладает параметрами, которые не уступают, а в некоторых случаях превосходят ее продукцию. Отличительными особенностями томского устройства является возможность зондировать пораженную территорию на расстоянии до 30 метров, высокая разрешающая способность, возможность поиска неподвижных людей по дыханию. Стоимость прибора в минимальной конфигурации составляет около одного млн. рублей.

6 апреля 2009 года. Фото: bostonglobe.com

Алгоритм местоопределения человека «Радиодозором» основан на фокусировке отраженных от объектов сверхширокополосных сигналов – радиосигналов со «сверхбольшой» шириной диапазона частот. В системах радиосвязи переход на сверхширокополосные сигналы дает возможность значительно увеличить скорость передачи информации. Основным способом увеличения скорости (информативности) системы является расширение полосы частот или, что тоже самое, уменьшение его длительности, потому такие сигналы еще называют «короткоимпульсные». Устройства со сверхширокополосными сигналами успешнее, чем узкополосные, обнаруживают и распознают объекты (радиолокация), повышают объем и скрытность передачи данных в радиосвязи и увеличивают точность местоопределения в навигации.

Читайте также из рубрики Наука: Российские ученые разработали сверхнадежный керамический протез коленного сустава. Он будет служить вдвое дольше существующих аналогов

При использовании «Радиодозор-М» антенной решеткой излучаются и принимаются сверхширокополосные сигналы. Сигналы пересчитываются в радиоизображение, на котором видно местоположение движущегося за преградой человека. Прибор позволяет получать радиоизображение 10 раз в секунду, что дает возможность в режиме реального времени следить за человеком за преградой. С помощью разработанного учеными ТГУ программного обеспечения пользователь устройства видит количество людей за преградой и может отслеживать их перемещения.

Кроме того, алгоритм обеспечивает фильтрацию сверхширокополосных сигналов от неподвижных объектов. Если человек не может двигаться, то прибор определяет местоположение неподвижного человека по движению грудной клетки во время дыхания.

«Радиодозор-М» успешно прошел испытания и «разглядел» людей за преградами из дерева, кирпича и бетона, сообщил научный руководитель аспиранта Ильи Цепляева, доцент радиофизического факультета ТГУ Сергей Шипилов. Свое изобретение инженер Цепляев презентовал на V Всероссийском конкурсе научно-технических проектов «Инновационная радиоэлектроника» и выиграл грант в размере 500 тыс. рублей. Но на достигнутом ученые не останавливаются: сейчас идет работа над малогабаритным вариантом «Радиодозор-М».