当灾难引起建筑物倒塌后，必须尽快找到幸存者。为了加快搜救过程，提高搜救效率，人们正在开发各种技术，探索解决方案。例如能挤过狭小空间的移动机器，便是研发成果之一。然而，当搜救队和受害者之间隔着一堵坚固的混凝土墙时，机器人便显得无能力了。
2018年10月5日，在9月28日印度尼西亚帕卢发生强烈地震和海啸后，救援人员站在一所受损的医院大楼附近 | 参考文献[1]
为了解决这个问题，来自中国台湾和印度尼西亚的研究人员开发了一种新技术，利用雷达透过混凝土墙探测幸存者的呼吸。实验表明，当一个人在混凝土墙后面半米时，他们的位置可以通过专属鉴别方法检测定位， 任何误差通常都不会超过该人胸腔实际位置的3.375厘米。研究人员用他们的传感器系统获得的结果发表在7月11日的《IEEE传感器杂志》（IEEE Sensors Journal）上。
网页截图 | 参考文献[2]
Aloyius Adya Pramudita 是印度尼西亚特尔科姆大学智能感应物联网中心的副教授，他参与的这项研究涉及灾后相关问题和行动，目标是减少生命损失，加快恢复速度。
雷达在搜救技术中很常用，因为它能够穿透厚度大，密度高的物体，例如混凝土。同时它也非常敏感，通过多普勒效应，雷达可以探测到一个人呼吸时胸部的微小运动。然而，当医务室临床医生使用的标准雷达被用到救援队营救灾民时，现场的障碍物和瓦砾会改变雷达信号的相位和振幅，使其失真。
Pramudita的团队通过开发一种使用调频连续波（frequency-modulated continuous-wave, FMCW）雷达的技术来克服这个问题。该雷达需要进行两组测量，第一组用来估计由大型物体引起的信号失真，算法会根据这种失真进行调整；第二组用来检测人的呼吸，并估算他们在物体后面的位置，同时兼顾第一组测量的影响。在硬件方面，这种方法只需要一个FMCW系统，一个用于计算的小型电脑，以及一个作为电源的12伏锂电池。
研究人员在四名志愿者身上测试了该方法。志愿者躺在厚度为20或40厘米的混凝土墙后。结果表明，较厚的墙壁确实会使雷达信号衰减得更厉害，但是，该系统仍然能够检测到人，并确定他们的位置在几厘米内。数据表明，该系统能够探测混凝土墙后人员的最大深度为3.28米。
雷达工作示意图 | 参考文献[2]
Pramudita说：“我们提出的方法成功地克服了障碍的问题，并且可以检测到幸存人员的呼吸生命迹象。”他的团队目前正在与行业合作伙伴合作，以求将该技术商业化。该团队还有兴趣将他们的雷达方法与自动化技术相结合，如机器人和无人机。
Pramudita 解释说，将这一功能添加到无人机和机器人上“将支持新雷达系统前往人难以到达的区域展开搜救工作，以加快搜索过程。”
参考文献
[1] https://spectrum.ieee.org/dopppler-radar-detects-breath
[2] https://ieeexplore.ieee.org/document/9826342
编译：绿洲
编辑：靳小明
排版：尹宁流
题图来源：参考文献[1]
研究团队
通讯作者 Aloyius Adya Pramudita：副教授，印度尼西亚特尔科姆大学
通讯作者 林丁丙：国立台湾科技大学
课题组主页
https://ieeexplore.ieee.org/author/37086882117
https://ieeexplore.ieee.org/author/37271474900
论文信息
发布期刊IEEE Sensors Journal
发布时间 2022年7月11日
论文标题 Radar System for Detecting Respiration Vital Sign of Live Victim Behind the Wall
(DOI：https://doi.org/10.1109/JSEN.2022.3188165）
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