探測瓦礫下的心跳

李忠東　編　譯

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探測瓦礫下的心跳

李忠東編譯

定位廢墟下的受困者

地震引起的單純地面晃動并不會造成災情，真正釀災的起因大多是人們與政府事前準備不夠，以及災后第一時間的反應能力與救災速度不足所致。只有極大地改善這些因素，才能夠真正減少地震的災害。

在地震所衍生出的種種災害中，又以建筑物倒塌最為常見。它使得許多罹難者困在瓦礫堆中遲遲等不到救援，最終難逃蔓延的大火、海嘯或余震而被奪去性命。由此可見，當一棟建筑物倒塌時，每一分鐘對被埋在廢墟下的受害者來說都很重要。

發(fā)現(xiàn)幸存的受害者是一項全球性挑戰(zhàn)，快速找到受害者的能力可極大地增加他們被營救和生還的機會。這就是兩家美國政府機構聯(lián)手開發(fā)一種搜尋被困者的高科技工具的原因。為了能加速在救援的黃金時間中找到受困者，美國國家航空航天局( NASA)與美國國土安全部( DHS)合作開發(fā)了一款可攜帶雷達裝置的原型，使用極其敏感的雷達技術來搜集那些在建筑物坍塌后可能會被遺漏的微弱信號，感測到瓦礫堆下方受困者的心跳脈搏與呼吸。這項裝置名為“災害應變搜救” (Finding Individuals for Disaster and Emergency Response，以下簡稱 FINDER)，它能偵測并定位出瓦礫堆下方9米深的受困者，或者“看透”6米厚的混凝土結構。如果是在露天空間，探測距離可以達到30米，對于災后搜救行動相當有利。

NASA噴氣推進實驗室FINDER項目經理詹姆斯·盧克斯表示，F(xiàn)INDER利用低能量微波信號，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)還能識別呼吸與心跳是否屬于人類，不會將小動物或鐘擺等機械設備誤認為人類幸存者。他指出：“FINDER特別適合搜尋失去知覺或沒有反應的受害者，它不會取代現(xiàn)有聽聲設備、搜救犬以及經驗豐富、能探查細微跡象的搜救人員，而是會與氣

體分析、熱成像、聲波成像等先進技術共存，它將是一個有益的補充。

助搜救人員一臂之力

有趣的是，F(xiàn)INDER運用的概念源自太空科技，它使用的科學原理最初是NASA的遙測雷達技術，透過發(fā)射微波雷達信號，分析反射回來的信號時間差，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，能夠察覺相當微小的移動變化。例如探測土星的“卡西尼號”太空船便用類似的方法來定位與觀測土星的內部結構。該太空船以天文學家喬凡尼·卡西尼的名字命名，其任務是環(huán)繞土星飛行，對土星及其大氣、光環(huán)、衛(wèi)星和磁場進行深入考察。它曾記錄下了土星南極發(fā)生的帶眼風暴，這是人類首次在地球以外的行星上觀測到這種現(xiàn)象，風暴順時針方向的風速達到了每小時550公里。

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

但是，與相對空曠的星際空間相比較，災難現(xiàn)場情形更為錯綜復雜。自然災害造成的瓦礫堆中充滿卷曲四散的殘骸，讓雷達回波信號變得混亂而難以分析。為此，NASA噴射推進實驗室的資料分析專家發(fā)展出一套先進的演算方法，可以從殘礫堆返回的嘈雜雷達信號中，過濾分析出較弱的使人體胸膛起伏的心跳信號。

“FINDER是基于美國宇航局用于太空飛船的追蹤技術，該裝置很小，便于攜帶，使用簡單，能發(fā)送低功率微波信號掃描廢墟堆，部分微波穿透廢墟，并把廢墟中受害者的心跳信號反射回來。它‘看到’來自廢墟的反射不會移動，而來自受害者的微小反射會移動。因為當人呼吸和心跳時，身體表面會細微移動。”就職于加利福尼亞州的噴氣推進實驗室的吉姆·勒克斯表示，“FINDER發(fā)射出去收集30秒的有用數(shù)據(jù)，因為這個時間長度內受害者必須心跳和呼吸。隨后它對數(shù)據(jù)進行分析，并顯示給搜救人員?！?/p>

與其他救災措施互為補充

FINDER的最終目標是要能協(xié)助救援人員在災害發(fā)生時更有效率地找到受困者，透過快速且精確地定位出受困者位置，讓災害時有限的資源與救援黃金時間更有效率的使用。搜索和救援團隊能利用FINDER快速找出任何地震或龍卷風受害者，識別出一個人的細微動作甚至心跳。即使當時這個人可能是被困在瓦礫下處在無意識狀態(tài)，他們無法與他進行交流。研發(fā)FINDER并不是為了取代目前的救災措施，相反它是作為搜救犬、聽音設備、攝像機的補充，以幫助找到受災者 。

FINDER研發(fā)團隊在位于弗吉尼亞羅頓的弗吉尼亞第一行動組培訓設施對這項技術進行了測試，結果令人滿意。弗吉尼亞第一行動組是費爾法克斯郡消防部門專職的城市搜救隊，在災難發(fā)生后被派往世界各地投入營救行動，如在2011年曾進入處理福島核泄露事故的核心領域協(xié)助救災。

勒克斯表示，便攜式原型設備并不是“把一堆實驗設備簡單塞到一個盒子里”，目前的開發(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。國土安全部希望盡早實現(xiàn)該技術的商業(yè)化版本，以用于搜救行動，目前已有好幾家公司對此表現(xiàn)出濃厚興趣。

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