西安の専門家が火災現場救助スマート測位システムを開発

高層建築で火災が発生した際、最も懸念されるのはどうやって救助を行うかだ。高層で濃い煙が立ち込めるため、消防隊員は建物内に閉じ込められている人の具体的な位置を迅速に把握することができない。また、従来の赤外線センサーでは、高温の影響を受けて、本来の識別効果を発揮することができない。もしこうした問題を解決し、閉じ込められている人の位置を迅速に把握できるツールがあれば、消防隊員は1分1秒を争って人命を救助し、損失を最低限に減らすことができる。西安日報が伝えた。

中国西北大学の房鼎益教授と陳暁江教授のチームと、米国マサチューセッツ工科大学、英国のリーズ大学の専門家らの最新研究開発成果によって、「生命の空白」を埋めるために有効なソリューションが提供されるかもしれないという。

同チームの研究成果は、長距離条件下で無線信号が受けるマルチパスやノイズの問題を解決し、ドローンが搭載する送受信装置で複数の生物目標を空間上で順にスキャンし、一定の範囲内でそれぞれの目標の位置を確定することを可能にした（目標が信号発信装置を携帯する必要はなく、送受信装置が呼吸と運動をもとに目標を探し、測位する）。また、ドローンの振動によりセンシングに与える影響をなくし、最終的に1セットの送受信装置で長距离かつ広範囲の非接触目標感知システム「WIDESEE」を実現した。

同チームはWIDESEEプロトタイプシステムを実現し、実際の状況下でシステムのテストが行われた。WIDESEEはコストが約千元（約1万5千円）ほどの比較的廉価な商用LoRa（長距离無線通信）送受信装置を使用するだけで、ドローンが送受信装置を搭載して飛行する過程で外壁（鉄筋コンクリート）の厚さが40センチある高層建築物内の目標に対して壁越しに感知を行うことができ、その測位精度は90％が4．6メートル以内だという。

装置が高温や炎、煙に妨害された場合には、その影響を最低限まで減らすことができ、火災現場の救命時における応用に向けて有効なソリューションを打ち出した。検知対象が運動状態にあることが装置のフィードバックの主な根拠となる。検知対象が移動している場合、WIDESEEは測位と追跡を行うことができ、また検知対象が手を振るなどして合図を送っている場合にも、目標の存在を検知できる。

このほか、微弱な呼吸運動をしている静止した目標を無線信号を利用して感知することもできるため、WIDESEEは目標が呼吸している時の胸部の起伏による信号の波動を通じて目標の存在を感知することが可能になった。

この技術は高層建築の火災救助指揮に応用できるだけでなく、地震の際の生命探知やテロリストの搜索など透過性非接触センサー技術が必要な緊急の場合にも応用できる可能性がある。現在研究者らは装置と演算方法をさらに改善し、感知の粒度とリアルタイム性を向上させるべく努力している。

この研究成果の論文はコンピューティング分野の国際学会であるACMが主催する国際学会「ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems（ACM SenSys）」で長文の形で採録され、最優秀論文賞にノミネートされた。これは今年のACM SenSysにおいて筆頭著者の所属機関としてノミネートされた唯一の中国大陸部の最優秀論文だという。（編集AK）