ساخت نوعی رادار برای پایش علائم حیاتی انسان

رادارها نیز مانند هر فناوری دیگری تدریجاً تکامل یافته و پیشرفته‌تر شده‌اند اما اصل این فناوری قدمت زیادی دارد. رادار وسیله‌ای برای تشخیص علائم رادیویی و دامنه‌یابی است. رادارها امواج الکترومغناطیسی منتشر می‌کنند و وقتی این امواج در مسیرشان به سطوح یا اشیای خاصی برمی‌خورند، منعکس می‌شوند. رایانه رادار با دریافت موج‌های بازتابی و تحلیل آن‌ها می‌تواند فاصله، زاویه یا سرعت حرکت شیء مذکور را محاسبه کند. برای مثال، رادارهای نظامی نیز با همین روش موشک‌ها و هواگردها را شناسایی می‌کنند. اما گونه پیشرفته و جدیدی از رادارها موسوم به رادار نوری یا فوتونیک (photonic radar) عملکرد نسبتا متفاوتی دارد.

رادارهای فوتونیک (یا فتونیک) نیز مثل رادارهای رایج فعلی با فرکانس رادیویی کار می‌کنند اما برای ایجاد و تحلیل سیگنال‌های رادیویی از لیزر بهره می‌برند تا دقت کار افزایش یابد. آن‌ها نیز محل، سرعت و جهت حرکت شیء موردنظر را تشخیص می‌دهند اما مقیاس کارشان بسیار کوچکتر و نتیجتاً دقت‌شان بیشتر است. رادارهای بزرگ در مقیاس متر و کیلومتر کار می‌کنند اما مقیاس کار رادارهای فوتونیک میلی‌متری است، لذا می‌توانند علائم حیاتی انسان مثل تنفس و تپش قلب را نیز تشخیص دهند. به‌طور کلی رادار فوتونیک فناوری نسبتا جدیدتری است و برخی کشورها ساخت و توسعه آن‌ها را آغاز کرده‌اند.

شاید عده‌ای بپرسند که وقتی برای پایش علائم حیاتی، ابزارها و فناوری‌های کافی در اختیارمان است، به رادار چه نیازی داریم؟ در پاسخ باید گفت که ابزارهای فعلی در برخی شرایط خاص کارایی چندانی ندارند. مثلا نوزادان چنان کوچکند که معمولا بعضی از تجهیزات نظارتی مثل خواب‌سنج را نمی‌توان به بدن‌شان متصل کرد. همچنین پوست مصدومانی که به سوختگی شدید دچار شده‌اند، گاهی چنان آسیب می‌بیند که نمی‌توان هیچ وسیله‌ای را به بدن‌شان متصل کرد. این‌گونه مواقع، استفاده از رادار گزینه بهتری است زیرا بی‌سیم است و وضعیت شخص را از ‌دور می‌سنجد.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه سیدنی بر همین اساس، نوعی رادار فوتونیک ساخته‌اند که محدوده بسامد (فرکانس) آن گسترده‌تر است. رادارهای بزرگ، حرکت هواپیماها را رصد می‌کنند اما این رادار کوچک پزشکی می‌تواند حرکت سینه نوزاد یا بیمار و نتیجتاً تنفس یا تپش قلب او را تشخیص دهد. این رادار پیشرفته فوتونیک از نظر هزینه نسبتا باصرفه خواهدبود و در نظارت‌های بالینی، تصاویر و داده‌های دقیقی ارائه خواهدداد.  

استاد بنیامین اگلتون سرپرست پروژه و مدیر موسسه نانو دانشگاه سیدنی و زی‌چیان ژانگ، دانشجوی دکتری این دانشگاه که فعلا در حال توسعه پیش‌نمونه‌های چنین راداری هستند می‌کوشند هرچه زودتر آن‌را برای کاربردهای بالینی آماده کنند. آن‌ها می‌گویند، تراشه رادار فوتونیک آن‌ها چنان کوچک خواهدبود که بتواند درون تلفن هوشمند نیز جای بگیرد.

این فناوری از حیث حفظ حریم خصوصی نیز ممکن است مزایای بیشتری داشته باشد. وسایل نظارتی فعلی از جمله دوربین‌ها تصویر چهره بیمار را ثبت می‌کنند، اما رادار فقط با امواج رادیویی کار می‌کند و لذا هویت بیمار مخفی می‌ماند.

همانطور که اشاره شد، رادار فناوری جدیدی نیست اما محققان می‌کوشند برای آن کاربردهای جدیدی بیابند. ربات‌ها، خودران‌ها، تجهیزات پزشکی و تجهیزات امنیتی و نظارتی می‌توانند به‌نحو مطلوبی از این فناوری بهره ببرند.