An Electronic Nose System for Urban Search and Rescue Operations

Abstract

Σε αυτή τη διδακτορική διατριβή παρουσιάζεται η επιτυχημένη δοκιμή ενός συστήματος ηλεκτρονικής μύτης, καθώς και όλη η έρευνα που χρειάστηκε για να προκύψει αυτή, και η οποία έχει ως σκοπό την ανίχνευση παγιδευμένων ανθρώπων καθώς και επικίνδυνων ατμοσφαιρικών καταστάσεων στα ερείπια κτηρίων σε περιπτώσεις επιχειρήσεων έρευνας και διάσωσης σε αστικά περιβάλλοντα. Εισαγωγικά παρουσιάζεται το πεδίο εφαρμογής στο οποίο προσπαθεί να δώσει λύσεις αυτή η εργασία, οι υπάρχουσες λύσεις και μέθοδοι με ή χωρίς αισθητήρες αερίων, καθώς επίσης αναλύεται το περιβάλλον από τη σκοπιά της ανίχνευσης. Παρουσιάζονται οι τεχνολογίες ανίχνευσης και οι δυνατότητές τους. Επίσης παρουσιάζονται οι τυπικές και αναμενόμενες ουσίες/αέρια που είναι δείκτες της ανθρώπινης παρουσίας και παράγεται μια εκτίμηση για την δυνατότητα ανίχνευσής τους με κάποιους δεδομένους περιορισμούς στους οποίους πρέπει να ακολουθεί η λύση ώστε αυτή να μπορεί να χρησιμοποιηθεί πρακτικά σε πραγματικές συνθήκες. Η έρευνα έγινε με σταδιακή εμβάθυνση στο πρόβλημα, αρχικά επιβεβαιώνοντας, πρώτα θεωρητικά και μετά εργαστηριακά, την βιωσιμότητα της προτεινόμενης προσέγγισης - τη χρήση αισθητήρων για τη μέτρηση συγκέντρωσης αερίων, θερμοκρασίας, υγρασίας και ατμοσφαιρικής πίεσης. Μετά την επιτυχημένη δοκιμή της ακολουθούμενης προσέγγισης, σχεδιάστηκε και δοκιμάστηκε επιτυχημένα σε κλειστούς χώρους με συνθήκες αρκετά κοντινές στις πραγματικές, ένα σύστημα ηλεκτρονικής μύτης που έχει τη δυνατότητα ανίχνευσης της ανθρώπινης παρουσίας. Η μέθοδος της δοκιμής επιβεβαίωσε τη δυνατότητα ανίχνευσης ανθρώπινης παρουσίας με μέθοδο αναζήτησης από την επιφάνεια των ερειπίων. Δεδομένης αυτής της επιτυχίας, σχεδιάστηκε και δοκιμάστηκε σε σχεδόν πραγματικές συνθήκες νέο σύστημα ηλεκτρονικής μύτης το οποίο τοποθετήθηκε πάνω σε ρομποτική πλατφόρμα η οποία έχει τη δυνατότητα να κινείται μέσα στα ερείπια. Αυτή η ηλεκτρονική μύτη έχει τη δυνατότητα να ανιχνεύει ανθρώπινη παρουσία καθώς επίσης και διάφορες τυπικές επικίνδυνες ατμοσφαιρικές καταστάσεις μέσα στα ερείπια. Ταυτόχρονα, με την μείωση του όγκου της νέας και τελικής ηλεκτρονική μύτης και την αύξηση των δυνατοτήτων ανίχνευσης, βελτιώθηκε δραστικά η διεπαφή του χειριστή του συστήματος με την υλοποίηση και ενσωμάτωση λογικής που παράγει απλές εξόδους/ενδείξεις για τις ανιχνευόμενες καταστάσεις. Τέλος, μελετούνται άλλες περιπτώσεις χρήσης αυτής της ηλεκτρονικής μύτης καθώς και οι απαραίτητες προσαρμογές που θα χρειάζονταν για κάθε περίπτωση. Το κείμενο της διατριβής είναι στην Αγγλική γλώσσα.