Собственную досмотровую систему разработали с нуля радиофизики Томского госуниверситета. В ее основе – антенная решетка с механическим перемещением и оригинальное программное обеспечение. Антенная решетка снимает данные за 1,5 секунды, а ПО обрабатывает сигнал радиоволн и строит радиоизображение человека, на котором видны скрытые под одеждой объекты. Технология эта импортрозамещающая: у зарубежных комплексов радиоволнового досмотра пассажиров, которыми оборудованы сейчас крупные аэропорты России, сейчас затруднено обслуживание из-за санкций. А в крайних сценариях разработчик ПО может принудительно выключить основные функции… Подробности – в специальном проекте Tomsk.ru и ТГУ «Технотренды».
- Как устроен досмотр?
Первый уровень безопасности – это рамка, которая стоит на входе в места большого скопления людей и определяет наличие металла. Второй уровень – это радиоволновая технология, которая позволит обнаруживать неметаллические предметы, скрытые на теле человека. Подобные устройства (в виде прозрачных кабин) установлены в крупных аэропортах перед выходом в чистую зону. «Встаньте в центр, поднимите руки, не двигайтесь» — помните?
Сканирование человека зарубежными системами досмотра ведется радиоволнами на частотах около 60 гигагерц. На заре этой технологии на экране оператора появлялось изображение человека без одежды, и если он провозил на теле что-то запретное, это сразу было видно. Со временем визуализацию убрали (никак из уважения к частной жизни!): теперь оператор видит «мультяшного» человечка, а обнаружением скрытых предметов занимается ПО, и если радиоволны засекают на теле какой-либо подозрительный предмет, это место программа подсвечивает красным цветом. «Подозрительную личность» могут направить на дополнительный досмотр, например, в рентген-кабину.
«В аэропортах уже используют рентгеновские системы российского производства. Они прекрасно справляются с задачей обнаружения скрытых под одеждой предметов, но их частое использование может нанести вред здоровью, даже при том, что уровень излучения у таких систем значительно снижен. А вот радиоволновые досмотровые комплексы все зарубежные. Мы решили предложить отечественную альтернативу, и около четырех лет назад занялись разработкой своего радиоволнового томографа. С нуля сделали технологию сканирования, технологию обработки сигнала, разработали антенную решетку. Написали свое ПО на базе ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы) – это микроконтроллер, который позволяет быстро рассчитывать радиоизображение человека. В автоматическом режиме за 1,5 секунды снимаются данные и строится изображение – правда, пока с одной стороны. Чтобы сделать вторую, надо провернуться», – говорит доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры радиофизики РФФ ТГУ Сергей Шипилов.
Изображение строится с помощью активной радиолокации: антенны излучают волны, которые отражаются от кожи человека и от объектов, расположенных на теле. Программа сравнивает коэффициент отражение, производит вычисления и выдает радиоизображение, подобное рентгеновскому снимку, но с разрешением порядка 0.5 см, на котором можно рассмотреть скрытые объекты. Важно, что, в отличие от рентгена, радиоволны абсолютно безвредны для организма — внутрь они не проникают.
2. В чем отличие томской системы от зарубежной?
В зарубежных радиоволновых томографах все хорошо, кроме нескольких вещей: во-первых, одна единица оборудования стоит 200 тысяч долларов (то есть около 15 миллионов рублей), во-вторых, из-за санкций техобслуживание сильно затруднено, в-третьих, комплексы постоянно обновляются через интернет, и при большом желании разработчик ПО может вырубить систему. И российские технари ничего не смогут сделать: ПО закрытое…
«Для человека вообще нет разницы, какая из систем его «просвечивает» — отечественная или импортная, а вот у государства с точки зрения обеспечения безопасности должен быть свой продукт. Причем – недорогой, чтобы его можно было использовать повсеместно. Мы стараемся сделать так, чтобы себестоимость нашего комплекса была не более 1,5 млн рублей. Самая сложная часть – это именно «железо», связанное с радиоволнами. Сделать СВЧ тракт, чтобы доставить радиоволну без помех – целое дело! Например, на разработках для военной промышленности один такой канал стоит около 5 тысяч рублей. У нас антенная решетка состоит из 400 элементов – то есть только каналы могут обойтись в 2 млн.руб. Мы провели анализ рынка и нашли возможность сократить стоимость одного антенного элемента до 1 тыс. рублей каждый, то есть одну из самых дорогих по себестоимости частей оптимизировали в пять раз без потери в качестве результата», – добавил Сергей Шипилов.
По словам Сергея Шипилова, радиофизики ТГУ – это одна из нескольких российских команд, успешно занимающихся радиоволновыми системами безопасности (например, среди их разработок – прибор «Радиодозор», который «видит» объекты сквозь стены). В настоящее время идет активная дискуссия по созданию в России так называемого «коридора безопасности», в котором при движении человека с помощью множества сенсоров снимаются разные данные, от теплового излучения до запаха.
«Интерес к нашей разработке есть у российских компаний, которые участвуют в разработке концепции «коридора безопасности». Наша задача, как университета, довести технологию до некоего демонстрационного образца, а дальше её должен перехватить подрядчик, производитель, который готов финансировать доведение разработки до опытно-промышленной стадии. Сейчас ищем таких партнеров, в том числе, среди государственных структур, отвечающих за развитие технологий безопасности в нашей стране».
