FINDER：探測(cè)瓦礫下的心跳

□編譯 / 李忠東

FINDER：探測(cè)瓦礫下的心跳

□編譯 / 李忠東

①在弗吉尼亞羅頓現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試

定位廢墟下的受困者

地震引起的單純地面晃動(dòng)并不會(huì)造成災(zāi)情，真正釀成災(zāi)害的原因大多是人們與政府事前準(zhǔn)備不夠，以及災(zāi)后第一時(shí)間的反應(yīng)能力與救災(zāi)速度不足所致。只有改善這些因素，才能真正減少地震的災(zāi)害。

在地震所衍生出的種種災(zāi)害中，以建筑物倒塌最為常見(jiàn)。它使得許多罹難者困在瓦礫堆中遲遲得不到救援，最終難逃蔓延的大火、海嘯或余震而被奪去性命。因而，當(dāng)一棟建筑物倒塌時(shí)，對(duì)被埋在廢墟下的受害者來(lái)說(shuō)，每一分鐘都很重要。

發(fā)現(xiàn)幸存的受害者是一項(xiàng)全球性挑戰(zhàn)，快速找到受害者的能力可極大地增加他們被營(yíng)救和生還的機(jī)會(huì)。這是兩家美國(guó)政府機(jī)構(gòu)聯(lián)手開(kāi)發(fā)一種搜尋被困者高科技工具的原因。為了能在救援的黃金時(shí)間里快速找到受困者，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）與美國(guó)國(guó)土安全部（DHS）合作開(kāi)發(fā)了一款可攜帶雷達(dá)裝置的設(shè)備，以使用極其敏感的雷達(dá)技術(shù)來(lái)搜集那些在建筑物坍塌后可能會(huì)被遺漏的微弱信號(hào)，感測(cè)到瓦礫堆下方受困者的心跳脈搏與呼吸。這項(xiàng)裝置名為“災(zāi)害應(yīng)變搜救”（Finding Individuals for Disaster and Emergency Response，以下簡(jiǎn)稱FINDER），它能偵測(cè)并定位出瓦礫堆下方9米深的受困者，或者“看透”6米厚的混凝土結(jié)構(gòu)。如果是在露天空間，該設(shè)備的探測(cè)距離可以達(dá)到30米，對(duì)于災(zāi)后搜救行動(dòng)相當(dāng)有利。

NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（Jet Propulsion Laboratory）FINDER項(xiàng)目經(jīng)理詹姆斯·盧克斯表示，F(xiàn)INDER利用低能量微波信號(hào)，搜尋由呼吸與心跳造成的人體表面發(fā)生的微小變化。這一系統(tǒng)還能識(shí)別呼吸與心跳是否屬于人類，不會(huì)將小動(dòng)物或鐘擺等機(jī)械設(shè)備誤認(rèn)為人類幸存者。他指出，F(xiàn)INDER特別適合搜尋失去知覺(jué)或沒(méi)有反應(yīng)的受害者，它不會(huì)取代現(xiàn)有聽(tīng)聲設(shè)備、搜救犬以及經(jīng)驗(yàn)豐富、能探查細(xì)微跡象的搜救人員，而是會(huì)與氣體分析、熱成像、聲波成像等先進(jìn)技術(shù)共存，將是對(duì)前者的一個(gè)有益補(bǔ)充。

助搜救人員一臂之力

有趣的是，F(xiàn)INDER運(yùn)用的概念源自太空科技，它使用的科學(xué)原理最初是NASA的遙測(cè)雷達(dá)技術(shù)，透過(guò)發(fā)射微波雷達(dá)信號(hào)，分析反射回來(lái)的信號(hào)時(shí)間差，用以定位太空衛(wèi)星的位置并執(zhí)行其他行星的探索任務(wù)，能夠察覺(jué)相當(dāng)微小的移動(dòng)變化。例如探測(cè)土星的“卡西尼號(hào)”太空船用類似的方法來(lái)定位與觀測(cè)土星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該太空船以天文學(xué)家喬凡尼·卡西尼的名字命名，其任務(wù)是環(huán)繞土星飛行，對(duì)土星及其大氣、光環(huán)、衛(wèi)星和磁場(chǎng)進(jìn)行深入考察。它曾記錄下了土星南極發(fā)生的帶眼風(fēng)暴，這是人類首次在地球以外的行星上觀測(cè)到這種現(xiàn)象，風(fēng)暴順時(shí)針?lè)较虻娘L(fēng)速達(dá)到了每小時(shí)550公里。

② FINDER助搜救人員一臂之力

③ 成功救出一名被困者

NASA首席技術(shù)專家梅森·派克說(shuō)：“FINDER將NASA原先用于探索其他行星的科技運(yùn)用于拯救我們自己的行星上的生命，這是政府部門(mén)與不同專業(yè)領(lǐng)域間合作應(yīng)用太空科技的絕佳案例，通過(guò)搶救生命使納稅人從中直接受惠?！?/p>

但是，與相對(duì)空曠的星際空間相比較，災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)情形更為錯(cuò)綜復(fù)雜。自然災(zāi)害造成的瓦礫堆中充滿卷曲四散的殘骸，讓雷達(dá)回波信號(hào)變得混亂而難以分析。為此，NASA噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的資料分析專家發(fā)展出一套先進(jìn)的演算方法，可以從殘礫堆返回的嘈雜雷達(dá)信號(hào)中，過(guò)濾分析出較弱的使人體胸膛起伏的心跳信號(hào)。

“FINDER是基于美國(guó)宇航局用于太空飛船的追蹤技術(shù)，該裝置很小，便于攜帶，使用簡(jiǎn)單，能發(fā)送低功率微波信號(hào)掃描廢墟堆，部分微波穿透廢墟，并把廢墟中受害者的心跳信號(hào)反射回來(lái)。它‘看到’來(lái)自廢墟的反射不會(huì)移動(dòng)，而來(lái)自受害者的微小反射會(huì)移動(dòng)。因?yàn)楫?dāng)人呼吸和心跳時(shí)，身體表面會(huì)細(xì)微移動(dòng)。”就職于加利福尼亞州的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的吉姆·勒克斯表示，“FINDER發(fā)射出去收集30秒的有用數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)受害者必須心跳和呼吸。隨后它對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并顯示給搜救人員?！?/p>

與其它救災(zāi)措施互為補(bǔ)充

FINDER的最終目標(biāo)是協(xié)助救援人員在災(zāi)害發(fā)生時(shí)更有效地找到受困者，快速且精確地定位出受困者位置，讓災(zāi)害發(fā)生時(shí)有限的資源與救援黃金時(shí)間更有效率地使用。搜索和救援團(tuán)隊(duì)能利用FINDER快速找出任何地震或龍卷風(fēng)受害者，識(shí)別出一個(gè)人的細(xì)微動(dòng)作甚至心跳。即使當(dāng)時(shí)這個(gè)人可能被困在瓦礫下處在無(wú)意識(shí)狀態(tài)，無(wú)法進(jìn)行交流。

FINDER研發(fā)團(tuán)隊(duì)在位于弗吉尼亞羅頓的弗吉尼亞第一行動(dòng)組培訓(xùn)設(shè)施對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果令人滿意。弗吉尼亞第一行動(dòng)組是費(fèi)爾法克斯郡消防部門(mén)專職的城市搜救隊(duì)，在災(zāi)難發(fā)生后被派往世界各地投入營(yíng)救行動(dòng)，如在2011年曾進(jìn)入福島核泄露的核心領(lǐng)域協(xié)助救災(zāi)。

盧克斯表示，便攜式原型設(shè)備并不是“把一堆實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單塞到一個(gè)盒子里”，目前的開(kāi)發(fā)集中在更具體的定位功能，這將幫助不僅確定是否有受害者，而且還能更精確地確定該受害者在殘礫中的方位。DHS希望盡早實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化版本，以用于搜救行動(dòng)，目前已有好幾家公司對(duì)此表現(xiàn)出濃厚興趣。

◎責(zé)任編輯/張帆