探测瓦砾下的心跳

李忠东　编　译



探测瓦砾下的心跳

李忠东编译

定位废墟下的受困者

地震引起的单纯地面晃动并不会造成灾情，真正酿灾的起因大多是人们与政府事前准备不够，以及灾后第一时间的反应能力与救灾速度不足所致。只有极大地改善这些因素，才能够真正减少地震的灾害。

在地震所衍生出的种种灾害中，又以建筑物倒塌最为常见。它使得许多罹难者困在瓦砾堆中迟迟等不到救援，最终难逃蔓延的大火、海啸或余震而被夺去性命。由此可见，当一栋建筑物倒塌时，每一分钟对被埋在废墟下的受害者来说都很重要。

发现幸存的受害者是一项全球性挑战，快速找到受害者的能力可极大地增加他们被营救和生还的机会。这就是两家美国政府机构联手开发一种搜寻被困者的高科技工具的原因。为了能加速在救援的黄金时间中找到受困者，美国国家航空航天局( NASA)与美国国土安全部( DHS)合作开发了一款可携带雷达装置的原型，使用极其敏感的雷达技术来搜集那些在建筑物坍塌后可能会被遗漏的微弱信号，感测到瓦砾堆下方受困者的心跳脉搏与呼吸。这项装置名为“灾害应变搜救” (Finding Individuals for Disaster and Emergency Response，以下简称 FINDER)，它能侦测并定位出瓦砾堆下方9米深的受困者，或者“看透”6米厚的混凝土结构。如果是在露天空间，探测距离可以达到30米，对于灾后搜救行动相当有利。

NASA喷气推进实验室FINDER项目经理詹姆斯·卢克斯表示，FINDER利用低能量微波信号，搜寻由呼吸与心跳造成的人体表面发生的微小变化。这一系统还能识别呼吸与心跳是否属于人类，不会将小动物或钟摆等机械设备误认为人类幸存者。他指出：“FINDER特别适合搜寻失去知觉或没有反应的受害者，它不会取代现有听声设备、搜救犬以及经验丰富、能探查细微迹象的搜救人员，而是会与气

体分析、热成像、声波成像等先进技术共存，它将是一个有益的补充。

助搜救人员一臂之力

有趣的是，FINDER运用的概念源自太空科技，它使用的科学原理最初是NASA的遥测雷达技术，透过发射微波雷达信号，分析反射回来的信号时间差，用以定位太空卫星的位置并执行其他行星的探索任务，能够察觉相当微小的移动变化。例如探测土星的“卡西尼号”太空船便用类似的方法来定位与观测土星的内部结构。该太空船以天文学家乔凡尼·卡西尼的名字命名，其任务是环绕土星飞行，对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察。它曾记录下了土星南极发生的带眼风暴，这是人类首次在地球以外的行星上观测到这种现象，风暴顺时针方向的风速达到了每小时550公里。

NASA首席技术专家梅森·派克说：“FINDER将NASA原先用于探索其他行星的科技运用于拯救我们自己的行星上的生命，这是政府部门与不同专业领域间合作应用太空科技的绝佳案例，通过抢救生命使纳税人从中直接受惠。”

但是，与相对空旷的星际空间相比较，灾难现场情形更为错综复杂。自然灾害造成的瓦砾堆中充满卷曲四散的残骸，让雷达回波信号变得混乱而难以分析。为此，NASA喷射推进实验室的资料分析专家发展出一套先进的演算方法，可以从残砾堆返回的嘈杂雷达信号中，过滤分析出较弱的使人体胸膛起伏的心跳信号。

“FINDER是基于美国宇航局用于太空飞船的追踪技术，该装置很小，便于携带，使用简单，能发送低功率微波信号扫描废墟堆，部分微波穿透废墟，并把废墟中受害者的心跳信号反射回来。它‘看到’来自废墟的反射不会移动，而来自受害者的微小反射会移动。因为当人呼吸和心跳时，身体表面会细微移动。”就职于加利福尼亚州的喷气推进实验室的吉姆·勒克斯表示，“FINDER发射出去收集30秒的有用数据，因为这个时间长度内受害者必须心跳和呼吸。随后它对数据进行分析，并显示给搜救人员。”

与其他救灾措施互为补充

FINDER的最终目标是要能协助救援人员在灾害发生时更有效率地找到受困者，透过快速且精确地定位出受困者位置，让灾害时有限的资源与救援黄金时间更有效率的使用。搜索和救援团队能利用FINDER快速找出任何地震或龙卷风受害者，识别出一个人的细微动作甚至心跳。即使当时这个人可能是被困在瓦砾下处在无意识状态，他们无法与他进行交流。研发FINDER并不是为了取代目前的救灾措施，相反它是作为搜救犬、听音设备、摄像机的补充，以帮助找到受灾者 。

FINDER研发团队在位于弗吉尼亚罗顿的弗吉尼亚第一行动组培训设施对这项技术进行了测试，结果令人满意。弗吉尼亚第一行动组是费尔法克斯郡消防部门专职的城市搜救队，在灾难发生后被派往世界各地投入营救行动，如在2011年曾进入处理福岛核泄露事故的核心领域协助救灾。

勒克斯表示，便携式原型设备并不是“把一堆实验设备简单塞到一个盒子里”，目前的开发集中在更具体的定位功能，这将帮助不仅确定是否有受害者，而且还能更精确地确定该受害者在残砾中的方位。国土安全部希望尽早实现该技术的商业化版本，以用于搜救行动，目前已有好几家公司对此表现出浓厚兴趣。

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