如何利用這種微波傳感技術來監測老年人的步態和診斷橋梁?
準確監測方艙內醫院感染患者的生命狀況,隨時隨地獲取獨居老人的健康跡象,準確診斷橋梁工程結構是否存在隱患,這些功能現在可以實現。
在今年的中國國際工業博覽會上,上海交通大學向彭志科教授展示了基于微波感知技術的微動監測和環境智能預見技術,使"看不見"成為可能。
微波作為一種無線電波,在日常生活中隨處可見,如用于通信領域的WiFi和5G移動通信,使用2.45GHz微波振蕩食品中極性分子以達到加熱目的的微波爐,以及用于自動駕駛儀領域的目標檢測和測距的微波雷達。
基于物理世界的目標和環境將產生復雜的微波信號調制的原理,彭志科小組提出了一種基于微波感知的振動監測和環境智能的新概念和技術。經過多年的理論創新和核心技術研究,該團隊突破了微波全場感知和高精度微動監測的問題,實現了大規模、多尺度、高精度、低成本、全天候、全天候的微動監測和環境感知。
在全球抗藥性的背景下,方膠囊醫院大量感染者的健康監測、診斷和治療,對醫療資源的需求和醫務人員的需求提出了極大的挑戰,這種微波微動監測技術可以同時監測許多病人的心率、呼吸頻率等體征。
目前,全球人口老齡化加劇,現代醫療衛生保障體系面臨巨大挑戰,據統計,到2050年,世界65歲以上人口將超過15億,在沒有兒童保育的情況下,獨居老人的日常生活管理和身體健康問題變得十分突出。
在大健康、智能家居領域,非接觸式智能傳感為解決老年人老齡化和醫療資源短缺問題提供了一條新的途徑。根據研究,跌倒后躺在地上一個多小時的老年人死亡率將增加五倍。步態分析是慢性病管理中疾病診斷和康復的重要工具。
上海交通大學機械動力工程學院博士后熊余勇說,通過微多普勒特征提取和先進的人工智能算法,微波微動監測和智能感知技術可以有效地監測跌倒和步態信息,不涉及敏感的隱私保護問題,為老年人的獨立生活監測提供了一種新的解決方案。
松浦大橋監測點。資料來源:上海交通大學
這項技術在大型建筑物、橋梁檢測、操作和維護中也有很大的用途。
中國現代橋梁的總數量超過100萬座,未來的運營和維修市場需求將達到數千億元。"根據橋梁和大型建筑物的運行和維修要求,本課題組研究的微波振動監測技術可對結構多個測點的同步變形和振動進行測量,實現全天候、全天候遠程監測,測量誤差小于5%。實現了對結構性能的快速測試和評價,大大降低了測試成本和時間消耗。
據了解,目前該技術已應用于上海地鐵高架橋、上海松浦大橋等工程結構的健康監測,為重點工程結構的智能化運行和維護提供了新的檢測技術和高端儀器支持。