Всевидящее око

Interfax-Russia.ru – Томские ученые разработали прибор, способный "видеть" сквозь стены. С его помощью можно искать противопехотные мины, археологические объекты и даже людей под завалами.

Новый универсальный прибор радиотомограф – это, по сути, небольшой радиолокатор, подключенный к компьютеру. С его помощью можно без труда "увидеть" предметы, скрытые от человеческих глаз.

"Известно, что сквозь препятствие могут проникать рентгеновские лучи и радиоволны. Наше устройство работает как раз при помощи последних: радиоволна излучается с антенны (у нас их несколько), проходит через стены или другие препятствия, доходит до объекта, отражается от него и возвращается на антенну. Затем, компьютер обрабатывает полученные сигналы и выдает двух- и трехмерное радиоизображение объекта", – сообщил Interfax-Russia.ru доцент кафедры радиофизики Томского государственного университета Сергей Шипилов.

По его словам, несмотря на то, что радиоизображение максимально приближено к оптическому, некоторые отличия между ними все-таки существуют.

"Во-первых, радиоизображение не передает цвет предмета, во-вторых, его разрешающая способность ниже, чем у оптического и составляет около 2 см, что не позволит разглядеть объекты меньше длины волны используемого излучения (то есть если объект меньше 2 см, мы увидим только пятно), однако качество изображения более крупных предметов достаточно высокое", – пояснил ученый.

Как же достигается такая точность? Во-первых, прибор работает в сверхширокополосном диапазоне частот, в котором присутствуют одновременно высокие и низкие частоты.

"Чем больше длина волны и чем ниже она по частоте, тем лучше она проникает через препятствие, однако разрешение картинки оставляет желать лучшего. Высокие частоты, напротив, имеют очень хорошее разрешение, но глубоко проникать не могут. Мы научились комбинировать высокие и низкие частоты, "выжимать" из них лучшее при помощи сверхширокополосного импульса, благодаря которому мы получаем и хорошую проникающую способность, и высокое разрешение изображения", – пояснил собеседник Interfax-Russia.ru.

Во-вторых, сканирование объекта происходит сразу с нескольких ракурсов.

"В отличие от ультразвуковой, магниторезонансной и рентгеновской топографии мы используем явления фокусировки и синтезирования изображений из многих ракурсов либо путем сканирования, либо путем использования коммутируемых антенных решеток. Мы получаем многомерные данные – импульсы посылаются во все стороны сразу, и со всех сторон сразу же и принимаются. Именно в результате этого и удается осуществить радиовидение с максимально доступным разрешением. Кроме того, так можно не только изучать расположение различных предметов в пространстве, но и обнаруживать их движение", – сообщил Interfax-Russia.ru руководитель проекта, заведующий кафедрой радиофизики ТГУ профессор Владимир Якубов.

К слову, для полного сканирования предмета требуется всего 10 секунд.

Помимо скорости обработки данных, впечатляет и количество задач, которые способен решать этот прибор. Например, радиотомограф можно использовать для поиска археологических объектов или подземных инженерных сооружений типа трубопроводов. Также можно контролировать происходящее в соседнем помещении – прибор может "видеть" сквозь стены.

"Также при помощи этого устройства можно искать людей под завалами. Люди нередко оказываются под снегом или под остатками инженерных сооружений, и их очень трудно доставать оттуда. Вот определить, есть ли там кто живой – это одно из приложений", – сказал разработчик.

Еще одна полезная функция радиотомографа – способность искать в земле мины.

"Важной особенностью устройства является то, что оно получает отклик не только металлических, но и диэлектрических объектов типа противопехотных мин, на которые металлодетекторы не срабатывают. Методами сверхширокополосной томографии мы можем восстанавливать форму этих объектов", – пояснил Якубов.

Между тем, раз радиотомограф способен "просвечивать" землю, почему бы не сделать тоже, например, со льдом – подумали томские ученые и предложили свои коллегам из Бурятского научного центра Сибирской академии РАН заняться зондированием замерзшего озера Байкал.

"С помощью радиотомографа можно, например, измерить толщину льда. Во-первых, это может быть полезным для организации ледовых переправ. Во-вторых, толщина льда характеризует расположение подводных ключей. Правда определить их месторасположение можно только зимой, когда лед подмывается ключами и его нижний рельеф повторяет расположение тепловых полей. Летом ключи тоже выходят на поверхность воды, однако их тепловой контраст сильно размывается, поэтому обнаружить источники ключей сложно", – сказал Владимир Якубов.

По мнению ученого, эти исследования очень важны – прежде всего, для сохранения уникального пресного озера.

"Мы предлагали организовать такие исследования, но отсутствие финансирования притормаживает эту процедуру", – посетовал профессор.

Говоря о стоимость прибора, ученый отметил, что отечественный радиотомограф в несколько раз дешевле своих зарубежных аналогов, которые, кстати, имеют значительно меньший набор функций. Его примерная стоимость составляет около 2 миллионов рублей.

"Сейчас у нас есть лабораторный макет – это прибор, не оснащенный дополнительными функциями, типа морозоустойчивости, влагостойкости и так далее. Вот его стоимость составляет порядка 1,5-2 миллионов. В зависимости от пожеланий будущих заказчиков, мы можем расширить набор функций устройства, что, конечно, скажется на цене", – сказал Шипилов.

Как пояснил Владимир Якубов, удешевить конструкцию удалось благодаря внедрению собственных разработок.

"При создании устройства мы использовали собственные разработки – сверхширокополосные антенны, часть оборудования приобрели на средства грантов", – сказал профессор.

Он отметил, что радиоизображение томские ученые научились получать еще 5-7 лет назад, а воплотить свои разработки в одном приборе удалось только год назад.

Стоит отметить, что разработчики не собираются останавливаться на достигнутом.

"Прежде всего, мы хотим улучшить работу переключателей. У нашего прибора множество антенн. Раньше, чтобы опросить все антенны, нужно было вручную по очереди их переключать. Это занимало немало времени. Сейчас все антенны подключены к многоканальному коммутатору, который последовательно опрашивает все антенны за несколько секунд. Тем не менее, мы сейчас подбираемся к более совершенной конструкции. У нас сформировалась хорошая команда, в которой много активных молодых ребят: студентов и аспирантов", – сказал Якубов.

И вполне возможно, что вскоре новый прибор, созданный Томскими учеными, возьмут на вооружение археологи, военные или спасатели.

Обозреватель Наталья Пономарева

Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook".