Nowe skanery bezpieczeństwa skutecznie wykrywają zagrożenia ze strony osób w ruchu
Wraz ze wzrostem i ewolucją zagrożeń dla miękkich celów i infrastruktury krytycznej w całej Europie konieczny staje się zintensyfikowany monitoring. Polega on między innymi na wykrywaniu ukrytych przedmiotów, które stanowią potencjalne zagrożenie dla ludzi i infrastruktury. Obecne rozwiązania przestają się sprawdzać, ponieważ często wymagają stosowania nieporęcznych urządzeń skanujących i powodują powstawanie długich kolejek w punktach kontrolnych. Jednocześnie rośnie liczba węzłów komunikacyjnych i natężenie obsługiwanego przez nie ruchu. W ramach finansowanego ze środków UE projektu SPIDERS opracowano rozwiązanie do „pasywnego skanowania”, które opiera się na systemie obrazowania w czasie rzeczywistym (do 16 obrazów na sekundę), działającym na milimetrowych częstotliwościach fal i pozwalającym na prześwietlanie ubrań oraz wykrywanie ukrytych przedmiotów, takich jak płyny, proszki lub ciała stałe (metalowe i inne). Co istotne, system o nazwie MM-Imager nie emituje żadnego promieniowania. Mechaniczne rozwiązanie do skanowania Pasywna technologia fal milimetrowych SPIDER opiera się na pomiarze naturalnego promieniowania emitowanego przez ciała w zakresie częstotliwości mikrofalowych (około 0,1 THz). Zasadę jej działania można porównać do kamery na podczerwień, która mierzy fale podczerwone emitowane przez ciała. Rozwiązanie zbiera fale THz, a następnie stosuje do nich techniki przetwarzania sygnału. Jednak, jak podkreśla koordynator projektu Nicolas Vellas, „wyzwanie dotyczy amplitudy emitowanych mikrofal, które są pięć rzędów wielkości krótsze niż fale podczerwone i są trudne do wykrycia”. Rozwiązanie tego problemu wymagało zastosowania ultraczułych i stabilnych czujników, zbudowanych z użyciem zindywidualizowanych architektur obwodów mikrofalowych oraz dostosowanej kalibracji in situ, która uwzględnia zmieniające się parametry środowiskowe, takie jak wahania temperatury. Uzyskanie obrazu radiometrycznego przy użyciu technologii „radiometru interferometrycznego z aperturą syntetyczną” (SAIR), która stanowi podstawę rozwiązania SPIDERS, opiera się zazwyczaj na jednoczesnym elektronicznym pobieraniu próbek tych sygnałów, odbieranych przez wszystkie czujniki systemu. Te próbkowane sygnały są następnie wzajemnie korelowane ze sobą, a otrzymana matryca jest przekształcana w obraz radiometryczny. Czułość systemu jest proporcjonalna do liczby próbek pobranych przez każdy czujnik, i właśnie tu mamy do czynienia z ograniczeniem systemu. Uproszczony prototyp opracowany w ramach projektu pokazał, że takie elektroniczne skanowanie wymaga skomplikowanego układu płytek cyfrowych wraz z ogromną ilością pamięci RAM, co zwiększa koszty i złożoność budowy nadających się do wdrożenia urządzeń. Rozwiązanie SPIDERS powstało w oparciu zdobycze poprzedniego projektu finansowanego ze środków UE, EFFISEC. Jak wyjaśnia Vellas: „Zaprojektowaliśmy innowacyjne mechaniczne – w przeciwieństwie do elektronicznych – rozwiązanie do skanowania, którego rezultatem są uproszczone płytki cyfrowe, z możliwością pracy w czasie rzeczywistym, przy jednoczesnym zagwarantowaniu wysokiego poziomu niezawodności”. Takie podejście miało kilka dodatkowych zalet, takich jak wydajność kalibracji in situ, która jest bardziej czuła niż w przypadku alternatywnych systemów dzięki układowi optycznemu, który jest w stanie uzyskać podwójne pole widzenia. Rozwiązanie współmierne do zagrożenia Główną zaletą systemu SPIDERS jest możliwość pracy w czasie rzeczywistym, co oznacza możliwość skanowania poruszających się osób, w przeciwieństwie do rozwiązań alternatywnych, które mogą skanować osoby nieporuszające się przez kilka sekund. Ta cecha sprawia, że technologia ta może być stosowana w różnych potencjalnych scenariuszach dotyczących miękkich celów (takich jak lotniska, dworce kolejowe, stadiony), gdzie ważne jest zwiększanie bezpieczeństwa bez spowalniania ruchu ludzi, np. poprzez tworzenie długich kolejek. Kolejną zaletą jest bezpieczeństwo rozwiązania, różniącego się od rozwiązań konkurencyjnych, emitujących promieniowanie mikrofalowe lub promienie X, których wpływ na zdrowie nie został jeszcze w pełni poznany. Wszystko to jest istotne w kontekście stale zmieniających się zagrożeń. Jak podkreśla Vellas: „Zwiększona czujność w punktach kontrolnych, np. w węzłach komunikacyjnych, przynosi efekty, dlatego terroryści obierają sobie teraz za cel mniej chronione miejsca, takie jak sale koncertowe. Do tej pory brak było odpowiedniej, dynamicznej odpowiedzi w zakresie monitoringu, ale system SPIDERS posiada niezbędne cechy, dzięki którym może stać się takim rozwiązaniem”. Obecnie MC2-Technologies, firma rozwijająca technologię SPIDERS, kontynuuje prace badawczo-rozwojowe mające na celu optymalizację wydajności systemu. Szczególny nacisk kładzie się na ulepszenia w zakresie przetwarzania obrazu, jak również na integrację techniki identyfikacji zagrożeń wykorzystującej sztuczną inteligencję (z wykorzystaniem podejścia uczenia głębokiego), a także na opracowanie specjalnego korytarza skanowania, wyposażonego w szereg czujników.
Słowa kluczowe
SPIDERS, bezpieczeństwo, punkty kontrolne, skanery, mikrofale, terroryzm, zagrożenia, wykrywanie, cel miękki, infrastruktura krytyczna, czujniki
