POINTER: новій системі порятунку пожежників не заважає ні дим, ні вогонь

Інженери розробляють унікальну технологію визначення місця розташування, що дозволяє виявляти пожежників всередині будівель навіть при дуже сильній задимленості, коли інші аналоги просто не працюють.

Робота пожежників - рятувати людей, але іноді допомога потрібна і їм самим. Для того, щоб швидко вирахувати людину всередині палаючої будівлі, інженери NASA розробили систему стеження на базі магнітоквазістатичні поля

При організації аварійно-рятувальних робіт всередині будівлі пожежники часто стикаються з швидко мінливим навколишнім середовищем, прихованим димом і полум'ям. Навігація всередині будівлі може збивати з пантелику, і, якщо пожежник загубиться або отримає травму, рятувальники повинні мати можливість швидко витягнути його з небезпечної зони.

Щоб допомогти фахівцям, які працюють у важких умовах, Лабораторія реактивного руху NASA і Управління науки і технологій Міністерства внутрішньої безпеки (S&T) розробляють POINTER (сокр. від Precision Outdoor and Indoor Navigation and Tracking for Emergency Response) - систему для виявлення і відстеження всередині будівель пожежників.

«Навіть з урахуванням всіх досягнень сучасних технологій пожежогасіння, ми все одно щорічно втрачаємо занадто багато пожежників», - зізнався Грег Прайс, який очолює програми досліджень і розробок служб швидкого реагування S & T. "Ми хочемо дати їм інструменти, необхідні для забезпечення їх власної безпеки. POINTER - одне з тих рішень, які рятують життя ".

На відміну від технологій розташування, таких як GPS або радіочастотна ідентифікація, POINTER не використовує радіохвилі. Хоча вони і є надійним засобом визначення вашого місця розташування у відносно відкритому просторі, хвилі можуть стати непередбачуваними, якщо ви увійдете в приміщення або опинитеся в оточенні високих будівель. У повсякденному житті це часто доставляє лише побутовий дискомфорт, але коли ви намагаєтеся знайти пожежників у палаючому будинку, втрата часу може призвести до смерті людини.

Як пожежникам допомагають магнітоквазістатичні поля

POINTER усуває фактор непередбачуваності, використовуючи магнітоквазістатичні поля (MQS). Це тип електромагнітного поля, який довгий час практично ігнорувався дослідниками як життєздатний інструмент позиціонування. Все тому, що це поле занадто швидко сходить нанівець залежно від відстані. Але старший 1916-дослідник JPL Дарміндра Арумугам допоміг розробити математичну і технологічну основу для практичного застосування MQS, використовуючи більш низькі частоти для розширення діапазону цієї технології, забезпечуючи при цьому високоточні дані про місце розташування об'єкта.

«Ці поля не блокуються і не відображаються матеріалами, що знаходяться в більшості будівель», - зазначив Арумугам, який також є головним дослідником у програмі POINTER.

Поля MQS можуть виникати, коли через котушку проходять змінні електричні струми низької частоти. Електромагнітні поля мають як електричні, так і магнітні компоненти, але на дуже низьких частотах магнітна складова в полях MQS стає домінуючою. У квазістатичному діапазоні, який може простягатися від декількох до тисяч метрів (визначається частотою, що проходить через котушку), поля MQS діють багато в чому як статичне магнітне поле, створюване внутрішніми частинами нашої планети. Ось чому це поле описується як «квазістатичне», що означає майже стаціонарне або дуже повільне.

"Тоді як радіохвилі блокуються, відбиваються і послаблюються металевими, цементними і цегляними матеріалами в будівлях, магнітоквазістатичні поля ігнорують їх. Вони проходять прямо крізь стіни, створюючи засоби для навігації і зв'язку, коли прямий видимість недоступна ", - пишуть дослідники.

Подібна форма технології позиціонування також матиме застосування за межами Землі, додав Арумугам. Методика MQS може бути налаштована на великі відстані, заповнюючи значний технологічний пробіл в системах навігаційних датчиків для деяких проектів космічних роботів NASA. Багато з цих роботизованих систем повинні будуть автономно переміщатися в складних умовах поза зоною прямої видимості і можуть вимагати додаткових навігаційних здібностей. Поля MQS стануть у нагоді роботами, проникаючими в лід, печерними і підводними ботами і підійдуть для тих середовищ, де традиційні методи навігації не працюють належним чином.

Практичне використання

Система POINTER складається з трьох частин: приймача, передавача та базової станції. Пожежник носить при собі трубку, розмір якої зараз порівняємо з мобільним телефоном, але очікується, що після доопрацювання вона стане набагато меншою. Передавач, який може бути прикріплений до машин швидкої допомоги за межами будівлі, генерує поля MQS, які проходять через будівлю, опитуючи будь-які приймачі, розташовані всередині, на відстані близько 70 метрів у поточній версії системи.

Цей діапазон може бути розширений, але в більшості випадків застосування протипожежних служб більше і не потрібно. Приймачі виявляють поля, визначають їх місце розташування в тривимірному просторі, а потім відправляють ці дані назад за межі будівлі на портативний комп'ютер (базову станцію). Програмне забезпечення для візуалізації показує місцезнаходження пожежників у тривимірному просторі з точністю до декількох сантиметрів, підвищуючи тим самим їхні шанси на порятунок у разі НП.