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发布日期：2024-08-25 作者：开云
戴上眼镜，即使隔着水泥墙，你也能感知墙背后的人体呼吸和……
这不是科幻，而是我国雷达探测生命手艺的最新利用场景。
7月23日，在接管科技日报记者采访时，空军军医年夜学军事生物医学工程学系传授王健琪介绍：“我们设计的这款‘透视眼镜’系统，能让用户透过障碍物肯定人体方针的位置与动作。”
为了提高地动、塌方等地质灾难中伤员的救治率，王健琪率领研发团队矢志攻关，前后闯过旌旗灯号捕获、方针辨认、视觉感知等手艺关隘，破解了“用雷达探测生命特点”这一世界性困难。
“让旌旗灯号‘跳出来’”
上世纪九十年月，用雷达探测生命不啻为天方夜谭。“如能实现，可敏捷肯定伤员位置，实行救济。”回想科研初心，王健琪说，“为了第一时候搜救生命，我们斗胆假想，不懈求证。”
“起首要解决道理问题，大师斟酌从人的首要生命特点——呼吸、心跳等着手研究。”研发团队成员、高级尝试师荆西京介绍，“由于这些勾当会引发人体胸壁概况微动，有可能被雷达扫描到。”
可是，这类微动频率只有零点几赫兹，幅度仅为毫米级，其回波旌旗灯号极易沉没在雷达系统固有噪声中。
“要想感知它，如同将缝衣针落地的声音，从集市喧闹情况平分离出来，并放年夜到能听见的响度。”王健琪比方道。
团队频频研究，构建了全新的零中频收发系统，经由过程节制相参旌旗灯号延时，将系统固有噪声与体表微动引发的回波区离隔来。很快，雷达式生命探测仪（以下简称“生物雷达”）的第一台样机出炉。
原觉得能一炮打响，没想到倒是“哑炮”。“不管用甚么招数，样机都如聋子一般，听不到一点声音。”荆西京回想说。
那时正值盛夏，尝试室处在半地下，活脱脱一个“闷罐”。王健琪顶着庞大的压力，一边忍耐蚊虫叮咬，一边带着大师再三查抄系统。
“让旌旗灯号‘跳出来’就是成功。”王健琪给大师打气。
问题的关键终究被锁定在旌旗灯号滤波与功率放年夜的算法匹配上。两者之间就像一根均衡木，必需找到适合的均衡点。团队前后测验考试了上百种方案，都不太抱负。
“能不克不及动态匹配，让滤波器和放年夜器按照情况转变主动调剂参数？”王健琪想到了自顺应手艺。
基在这一思绪，大师再次改良样机。当监测屏幕上有节拍地跳出“伤员”生命旌旗灯号时，尝试室内一片欢娱——滤波与放年夜“协调共舞”的难关终究霸占了。
“必需正确辨认方针”
旌旗灯号有了，若何分辨被掩埋的是人仍是动物？废墟下伤员生命状态如何？探测深度能到达几多？问题相继而来。
“必需正确辨认方针，才能和时救援伤员。”王健琪说。但在尝试中，不管大师怎样调剂频率、功率等，样机要末没法穿透障碍物，要末捕获不到生命旌旗灯号。研究又一次堕入僵局。
一次偶尔机遇，在看望病人时，床边的监护仪激起了王健琪的灵感。“生命旌旗灯号分歧在雷达旌旗灯号，从生物医学角度处置好旌旗灯号才是要害。”他顿时跑回尝试室，召团体队从头设计生命旌旗灯号的处置布局和算法。
大师深切研究呼吸、心跳等勾当的心理特点，和其由强到弱致使的电磁波反射转变。颠末屡次生物医学摹拟，团队肯定了捕获生命旌旗灯号的最好参数设置，据此设计出一种对生命旌旗灯号高敏感的雷达收发系统。
紧接着，大师又马不断蹄地对人与动物的生命特点进行数据阐发，在国内初次提出雷达探测辨认人与动物的算法。
开云体育app实战练习训练再度上演。这一次，装备穿透了2米厚的砖墙，旌旗灯号不变而清楚——我国首台具有自立常识产权的生物雷达研制成功了！
2008年，汶川地动产生后，荆西京与团队成员吕昊受命携带装备当即赶往灾区搜救。
震后的北川遍地废墟，跟着时候推移，生命的迹象愈来愈微弱。“尽一切可能搜索生命信息！”带着这一任务，荆西京和吕昊搜索探测了20多处倾圮的年夜型建筑，发现多个区域有生命迹象，为急救生命博得了贵重时候。
经实地检考试证，生物雷达可穿透三层楼倾圮后的废墟。首战告捷！
随后几年，王健琪率领团队继续攻关，研发出“雷达式生命探测手艺与系列设备”。2015年1月，该功效取得国度手艺发现奖二等奖。
“看哪儿探哪儿”
面临灾后复杂的地形地貌，装备的轻量化、智能化成为团队新的研究标的目的。片子《钢铁侠》中，主角佩带的奇异眼镜引发了大师的爱好。
“戴上它，敌手的信息一览无遗。”王健琪说，“加强人的视觉感知能力，成为大师重点思虑的问题。”
那就打造一款“透视眼镜”！团队斗胆假想。
“我们的方案是经由过程眼动信息来节制雷达波束，眼睛看到哪，生物雷达发射的电磁波就指向哪，从而实现‘看哪儿探哪儿’。”团队成员安强介绍，“以后，再将探测信息显示在人的面前。”
眼动信息的追踪此前已有成熟方案，矫捷调控和定向发射电磁波成为系统实现的要害。安强说：“大师想到了超材料，它能实现对电磁波偏振、相位、传布模式等特征的调控。”
“我们频频设计迭代超材料，并将其打造成可光学透视的超概况，笼盖在生物雷达外表层。”团队成员邱天硕注释，“当生物雷达发射电磁波颠末超概况时，超概况可按照眼动信息，矫捷调控电磁波的指向。”
在此根本上，团队又前后破解了心理微动、活动速度等感知困难，开辟出旌旗灯号加强、特点提取的机械进修模子……颠末6年的接续尽力，我国首个超概况生物雷达“透视眼镜”系统降生。
近日，团队研究功效获《天然 通信》杂志刊发。“今朝，我们正在尽力下降整体设备的重量。”邱天硕说，“将来，救济人员戴上‘透视眼镜’，动弹眼球就可以‘看到’废墟下的幸存者。”
“在不久前召开的全国科技年夜会、国度科学手艺嘉奖年夜会、两院院士年夜会上，习近平总书记强调，‘增进自立攻关产物推行利用和迭代进级’‘让科技更好造福人类’。这让我们备受鼓舞。”王健琪向记者暗示，“将来，团队将继续加年夜人机交互、智能设备等范畴手艺的研发力度，让生物雷达在日常平凡灾难救济、战时伤员搜索中阐扬更高文用！”
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