国际视野|无人机自主技术助力COVID-19疫情防控

2020-04-08   来源:慧天地  
目前,有超过170个国家和地区受到COVID-19疫情的影响。在世界范围内,感染病例每天都在持续增长,并且现在的数据已经突显出了该病毒的了跨国传染力。迄今为止,尚无统一或有效的方法来治疗该疾病或阻止其传播。世界卫生组织(WHO)认为,随着流行病在世界范围内扩散,新的多功能技术,例如用于人道主义行动的无人机就变得日趋重要,它们可以快速识别和跟踪疫情,从而帮助政府机构及早采取重要行动,提高效率。

 

南澳大利亚大学的研究人员正在与加拿大无人机领导者Draganfly公司合作研制“流行病无人机”。借助传感器系统,它可以检测温度、心跳和呼吸频率以及咳嗽和打喷嚏,从而检测人群中的新型冠状病毒感染者(例如在机场,游轮或老人家中)。由南澳大利亚大学教授Javaan Chahl领导的团队研究了现代传感器系统所能提供的可能性。2017年,研究人员提出了一种图像处理算法,该算法可以从无人机视频中处理得出人的心率。与此同时,研究小组表明,他们可以在距人5-10米距离处精确测量人体的心跳和呼吸频率,使用无人机与固定摄像机则可以在50米范围内测量这些数据。其他计算机视觉算法能够识别咳嗽和打喷嚏。健康和呼吸监测不仅对检测病例至关重要,而且对于利用数据了解民众健康趋势也至关重要。

 

图1:借助先进的传感器技术,研究人员正试图通过空中无人机识别感染新型冠状病毒的人员。

(图片来源:Draganfly)

 

图2:Draganfly演示视频截图(不仅可以检测温度,心率和呼吸,而且还可以检测出人咳嗽的时间)。

(图片来源:Draganfly)

 

图3:在实验中,配备新型视觉系统的无人机能够检测到“幸存者”的心肺运动。

(图片来源:Al-Naji et al.)

 

由于迄今为止缺乏疫苗,在受COVID-19影响的国家中,多国政府采用的最有效的建议之一是民众保持社交距离或者采取隔离措施以减缓感染趋势线,这意味着可以通过避免公共场所过度拥挤而减少特定的时间范围内的新发病例。

 

图4:(图片来源:Johannes Kalliauer / CC BY-SA 4.0)

 

但这一举措目前面临的局面是,在欧美国家推行强制社交隔离的困难性远大于人们的想象。针对疫情的新规在不断地出台,但公共场所仍然有许多活跃人士。执行此措施需要大量巡警在街上7×24小时巡逻,考虑到疫情可能会根据传染率的变化进行扩大,这会让人们在时间和成本上付出相当大的努力,此外巡警和工作人员在街上巡逻也存在一定的感染风险。

 

研究人员可以在有效地加强这些措施的同时减少工作人员数量,组合不同的人工智能技术助力相关的措施,例如对无人机捕获的图像进行处理和分类。无人机可以远程操作或被配置遵循预定的路线,这样就可以实现安全地在街道上捕获信息,从而减少了人员传染的可能性。人们除了可以对无人机图像进行处理,也可以在无人机的外部添加硬件设备。例如荷兰推出了无人机监测方案,来检查人与人之间的距离是否足够。如果没有,无人飞机可以严厉地向游客喊话。当人们踏入疫情期间未对公众开放的区域时,无人机可以呼叫访客离开该地点。如果发现违规和犯罪行为,可以随时呼叫警察。

 

图5:将无人机与扬声器配合使用,以要求民众在巡警力量难以覆盖的地方(例如海滩和沙丘)保持1.5米的距离。

(图片来源:www.hartvannederland.nl

 

与荷兰展开同样措施的还有意大利、迪拜、马来西亚和美国等地。位于圣地亚哥南部靠近美国加利福尼亚与墨西哥边境的丘拉维斯塔警察局最近机队数量增加了一倍,并将无人机都配备扬声器和夜视摄像头。印度和迪拜等地都在使用无人机对病毒进行消杀工作,更快、更安全地对多数地区的街道和公共区域进行消毒。地面工作者是病毒的最佳携带者,很容易被感染或传感给他人。有40万印度人正在从事这项工作,而印度的卫生条件却并不乐观。但现在人们拥有的机器可以替代手动公共劳动者完成他们的工作。

 

图6:迪拜使用无人机对街道进行消毒。

(图片来源:www.uasvision.com)

 

利用无人机和自主技术进行检测将是确保公共安全的重要组成部分。无论是警察、政府人员还是卫生工作者,在响应疫情的同时都要保护自己免受病毒侵害。在“人”成为抗疫行动的组成部分之时,也需将无人机纳入其中。由于疫情大流行预计会持续一段时间,因此政府工作人员必须迅速适应和利用自主无人机技术,以减轻新型冠状病毒带来的不利影响。

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