Forskere har udviklet en ny teknologi, som ved hjælp af en radar og en såkaldt metaoverflade i en sikkerhedssele kan måle blandt andet hjertets slag og vejrtrækningen hos føreren af en bil. Teknologien kan være med til både gennem forskning og ved ibrugtagning af øge trafiksikkerheden, siger forsker.
Inden for teknologiudvikling benyttes radarer i stigende grad til at måle forskellige fysiologiske parametre som for eksempel hjerteslag og vejrtrækninger med højere præcision, end hvad man kan måle med for eksempel et pulsur.
Radarerne virker ved at opfange ændringer i elektromagnetiske bølgers refleksion i kroppen og omsætte det til hjerteslag eller vejrtrækning.
Disse radarer har bred anvendelse inden for målinger af human fysiologi i forskellige settings, og nu har forskere udviklet teknologien til også at kunne benyttes i en bil.
Ved hjælp af en såkaldt metaoverflade, der sidder i sikkerhedsselen og forstærker det signal, som radaren udsender og opfanger, gør teknologien det muligt at måle puls og vejrtrækning på føreren af en bil i realtid.
Det gør det blandt andet muligt at lave forskning i, hvordan folk fysiologisk reagerer i forskellige trafikale situationer, ligesom teknologien kan øge trafiksikkerheden ved hele tiden at monitorere helbredet hos personen bag rattet, og om noget er bekymrende.
Forskningen bag teknologien er netop præsenteret i Sensors.
”Det er interessant, at vi med denne teknologi kan måle hjertets slag hos alle, der sætter sig ind i en bil, uden at de skal tage noget på eller gøre noget. Alt, hvad der skal til for at holde øje med personen bag rattet, er vores teknologi i sikkerhedsselen, at personerne i bilen benytter sikkerhedsselen og så en lille radar, der kan være placeret ude af syne,” fortæller en af forskerne bag studiet, ph.d.-studerende Rifa Atul Izza Asyari fra Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet ved Syddansk Universitet.
Ny anvendelse af allerede eksisterende teknologi
Den teknologi som Rifa Atul Izza Asyari med sine kollegaer har udviklet, involverer en radar til at udsende og opfange signaler og så en såkaldt metaoverflade i sikkerhedsselen tæt på brystet til at forstærke radarens signaler.
En metasurface er et fladt materiale, der er opbygget lidt ligesom et printkort. Det har særlige elektriske og ledende egenskaber, og dets små dele er nøje placeret for at styre og bearbejde elektromagnetiske bølger – som elektriske signaler – når de rammer overfladen.
Drejer det sig om radarbølger, hvilket det gør i den teknologi, som forskerne har udviklet, kan metaoverfladen for eksempel reflektere bølgerne eller fokusere dem.
I den nye teknologi fokuserer metaoverfladen i sikkerhedsselen radarbølgerne fra en radar på instrumentbrættet mod brystet på personen bag rattet. Så kan radaren måle puls, vejrtrækning eller bevægelse, i takt med bølgerne passere gennem metaoverfladen, bliver fokuseret på brystet og sidenhen reflekteret tilbage til radaren.
Det nytænkende i teknologien er at bruge metaoverfladen til at fokusere et signal fra en radar med det formål at øge sensitiviteten af radaren, så den kan måle blandt andet puls på afstand uden at være i kontakt med huden.
Da en radar hverken skal kunne ”se” noget eller være i kontakt med noget og for den sags skyld kan måle gennem forskellige materialer, er teknologien særdeles velegnet til at måle puls på en person i normale hverdagssituationer – for eksempel siddende i en bil.
”Ideen om at bruge en radar i kombination med en metaoverflader er ikke ny, men det nye er at bruge det på den her måde til biomedicinske applikationer og at bruge det i en bil,” forklarer Rifa Atul Izza Asyari.
Kan måle blodårernes sundhedstilstand
Forskerne har tidligere lavet andre applikationer af deres teknologi, blandt andet til brug i armbåndsure eller med metaoverflader, der blot skal sættes på brystet, så en radar fra afstand kan holde øje med for eksempel en patients helbredstilstand på en hospitalsstue.
En af de store styrker ved teknologien er, at den ikke bare måler puls, hjerteslag og vejrtrækning, men også gør det med højere præcision sammenlignet med de allerede eksisterende muligheder.
Præcisionen er så høj, at teknologien som eksempel kan måle blodårernes sundhedstilstand.
Den højere præcision giver højere diagnostisk værdi.
”Styrken på pulsslaget og pulsbølgens morfologi indeholder diagnostisk information, så man blandt andet kan se, hvor elastiske blodårerne er. Det fortæller noget om personens hjertekarhelbred, og det kan vi måle, mens personen kører ned ad landevejen uden overhovedet at være opmærksom på, at deres helbred bliver overvåget,” forklarer Rifa Atul Izza Asyari.
Til forskning og selvkørende biler
Tanken bag at lave så nøjagtige målinger af hjertekarhelbredet hos personer, der kører i bil, er tofold.
For det første er det interessant i forskningsøjemed at se, hvordan folks hjertekarsystem reagerer i forskellige trafikale situationer.
Det kan være i forbindelse med overhalinger på motorvejen, trafikuheld, kødannelse mm.
Alt sammen fortæller noget om, hvad der sker inden i os, når vi sidder bag rattet.
Et andet område, hvor teknologien kan blive interessant, er inden for helt normal hverdagsbrug.
Det kan som eksempel være en værdifuld teknologi i bilen hos ældre personer, idet den kan fortælle dem, hvis noget i deres hjertekarsystem ikke ser ud, som det skal, og personen hellere skal køre en tur forbi hospitalet fremfor til te hos en veninde.
En anden mulig applikation er inden for selvkørende biler, der uundgåeligt kommer til at blive en del af fremtiden.
Her kan man forestille sig, at bilerne som en ekstra service holder øje med helbredet hos de passagerer, der sidder i bilen, uden at folk skal gøre andet end at tage sikkerhedsselen på.
”Alt sammen kan være med til at øge trafiksikkerheden. Vi går også med tanker om at lave et spin-out-firma baseret på teknologien, så det ikke bare forbliver tanker om fremtiden, men at vi også kan være med til at realisere dem,” siger Rifa Atul Izza Asyari.