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　　準確(que)監測(ce)方艙(cang)醫院大量感(gan)染患者的(de)生命狀況，精確(que)“診(zhen)斷(duan)”大橋工程結構是否存(cun)在安全隱患，隨時隨地(di)獲取獨居(ju)老人在家的(de)健康體征……上海交通大學彭志科(ke)教授團隊(dui)研發的(de)基于(yu)微波感(gan)知的(de)微動監測(ce)與環境智能(neng)前瞻技術，像一(yi)種神奇(qi)的(de)“第六(liu)感(gan)”，能(neng)讓“看不見(jian)”的(de)被(bei)“看見(jian)”。

　　該(gai)成果亮(liang)相正在上海舉行(xing)的(de)第(di)二十二屆中(zhong)國國際工業博覽會，備(bei)受關注。

　　微(wei)波(bo)作(zuo)為(wei)一(yi)種無線電波(bo)在我們(men)的(de)日常(chang)生(sheng)活(huo)中無處不在。學(xue)界認為(wei)，該研究取得了一(yi)系列國際領(ling)先與獨創(chuang)的(de)技術成果，以原始(shi)創(chuang)新(xin)為(wei)生(sheng)物醫(yi)療(liao)及工程領(ling)域微(wei)動監測(ce)與環境感知等共性需求提供(gong)革新(xin)技術與解決方案。

　　基(ji)于物理世界(jie)中目標及(ji)環境會對微(wei)波(bo)信號產生(sheng)復(fu)雜(za)調制的原理，彭志科(ke)教授團隊創新(xin)(xin)性(xing)地提(ti)出了基(ji)于微(wei)波(bo)感(gan)(gan)(gan)(gan)知(zhi)的振動(dong)(dong)(dong)(dong)監(jian)測與(yu)(yu)環境智(zhi)能(neng)(neng)(neng)新(xin)(xin)概念(nian)與(yu)(yu)新(xin)(xin)技(ji)術;經過多(duo)年的理論(lun)創新(xin)(xin)與(yu)(yu)核(he)心技(ji)術攻關，突(tu)破了微(wei)波(bo)全(quan)(quan)(quan)場(chang)感(gan)(gan)(gan)(gan)知(zhi)與(yu)(yu)高精(jing)度(du)(du)微(wei)動(dong)(dong)(dong)(dong)監(jian)測難題，形成(cheng)了基(ji)于微(wei)波(bo)感(gan)(gan)(gan)(gan)知(zhi)的單目標-多(duo)目標-全(quan)(quan)(quan)場(chang)的同步微(wei)動(dong)(dong)(dong)(dong)監(jian)測與(yu)(yu)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)感(gan)(gan)(gan)(gan)知(zhi)變革性(xing)技(ji)術;微(wei)動(dong)(dong)(dong)(dong)測量精(jing)度(du)(du)達1um量級，可實現大范(fan)圍(wei)、多(duo)尺度(du)(du)、高精(jing)度(du)(du)、低成(cheng)本(ben)、全(quan)(quan)(quan)天時(shi)全(quan)(quan)(quan)天候(hou)的微(wei)動(dong)(dong)(dong)(dong)監(jian)測與(yu)(yu)環境感(gan)(gan)(gan)(gan)知(zhi)，為新(xin)(xin)型振動(dong)(dong)(dong)(dong)與(yu)(yu)噪聲傳感(gan)(gan)(gan)(gan)、結構(gou)損傷檢測、醫療健康監(jian)測與(yu)(yu)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)家居、新(xin)(xin)一代(dai)人機(ji)交互和物聯網(wang)等領域(yu)提(ti)供創新(xin)(xin)技(ji)術與(yu)(yu)解決方案。

　　目前，在微(wei)動監測(ce)與環境感(gan)(gan)知(zhi)領(ling)(ling)域，傳(chuan)(chuan)統的(de)接(jie)觸式(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器在工程中(zhong)存在組網復雜(za)、安裝不便、成本高(gao)等突出問題，在生(sheng)物(wu)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)領(ling)(ling)域中(zhong)可穿戴式(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)技術由于(yu)受(shou)限于(yu)穿戴操作，實(shi)際使用亦受(shou)到(dao)較大限制。另一方(fang)面，視覺(jue)感(gan)(gan)知(zhi)技術對光線比較敏感(gan)(gan)，難以實(shi)現高(gao)精度的(de)微(wei)動監測(ce)，且在動態監測(ce)中(zhong)存在天然缺陷;激光探(tan)測(ce)技術常(chang)需要掃(sao)描(miao)實(shi)現全場(chang)感(gan)(gan)知(zhi)，且對使用環境和操作方(fang)法具有(you)嚴(yan)格要求。

　　針對(dui)微動感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)與(yu)監(jian)測領域(yu)日益增長(chang)的(de)(de)需求及挑(tiao)戰(zhan)，彭志科團隊(dui)致力(li)于探究一種另(ling)辟蹊徑的(de)(de)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)技術以(yi)突破(po)(po)現(xian)有(you)技術的(de)(de)局(ju)限(xian)性，基于電磁(ci)、信號(hao)處理(li)、機械、力(li)學、生物醫學及計(ji)算機等多學科交叉研究，提出了(le)微波(bo)微動監(jian)測與(yu)智(zhi)能(neng)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)前瞻技術原型，并突破(po)(po)了(le)微動目標定位與(yu)信息反演、雜波(bo)干擾抑制及多特征融合(he)的(de)(de)機器(qi)學習模(mo)型構建等關鍵算法，以(yi)變革性思(si)維解(jie)決微動監(jian)測領域(yu)的(de)(de)難題與(yu)挑(tiao)戰(zhan)。

　　隨著(zhu)(zhu)全球人(ren)口(kou)老齡化的(de)不斷加劇(ju)，現代醫(yi)療和(he)健康(kang)保障(zhang)體系(xi)面臨著(zhu)(zhu)巨(ju)大(da)的(de)挑戰，據統(tong)計，到2050年，世界上65歲以上的(de)人(ren)口(kou)將突破15億，在缺乏子(zi)女照(zhao)料(liao)的(de)情(qing)況下，獨居(ju)老人(ren)的(de)日常(chang)生活(huo)管理以及身體健康(kang)等問題(ti)已十分凸(tu)顯。在大(da)健康(kang)與(yu)智能家居(ju)領(ling)域，非接觸式的(de)智能傳感(gan)為解決(jue)老齡化及醫(yi)療資源緊缺等提供(gong)了新的(de)途徑。

　　據研(yan)究(jiu)，老(lao)人跌(die)倒后躺在(zai)地上(shang)(shang)一小時以上(shang)(shang)其死亡率會增(zeng)加5倍，在(zai)慢性(xing)病管理方面，步態分析(xi)是疾病診斷(duan)和康復治療等的重要工具。

　　“我們通(tong)過微多(duo)普勒特征提取與(yu)先進的AI算法，微波微動(dong)監(jian)(jian)(jian)測(ce)與(yu)智能感(gan)知技術能夠有效地監(jian)(jian)(jian)測(ce)跌倒及步態信息，且不涉(she)及敏感(gan)的隱私(si)保護問題(ti)，為老年人的獨立生活監(jian)(jian)(jian)測(ce)提供(gong)了新(xin)的解(jie)決(jue)方(fang)案。”項目組核心(xin)成員、上海交(jiao)大機械與(yu)動(dong)力工程學院博士后熊玉勇介(jie)紹說。

　　突(tu)如(ru)其來(lai)的(de)新冠肺炎疫情(qing)席卷全球，對(dui)民眾的(de)生命健康及生產生活均帶來(lai)了(le)巨大(da)沖擊，如(ru)何保(bao)障患(huan)(huan)者健康及醫療資源(yuan)緊缺的(de)矛盾亟待解(jie)決。面對(dui)全球抗疫，方艙醫院大(da)量感(gan)染患(huan)(huan)者的(de)健康監(jian)測與診(zhen)療，對(dui)醫療資源(yuan)的(de)需求(qiu)和醫務人員的(de)要求(qiu)提出了(le)很大(da)的(de)挑戰，通過微波微動監(jian)測技術(shu)可以同時對(dui)多個患(huan)(huan)者進行心(xin)率(lv)及呼吸頻率(lv)等體征數據(ju)的(de)監(jian)測，為(wei)智慧醫療提供良(liang)好支(zhi)撐，具有重要的(de)應(ying)用前景。

　　該成果亦引領傳感監(jian)測(ce)新(xin)方法(fa)。隨著港珠澳大橋(qiao)等(deng)超級工程(cheng)在中(zhong)國(guo)建成服(fu)役(yi)，關鍵工程(cheng)結構的(de)力(li)學(xue)性能(neng)測(ce)試與(yu)服(fu)役(yi)期間的(de)健康監(jian)測(ce)是保障(zhang)經濟社會發(fa)展及人民生命安全的(de)重(zhong)要(yao)基礎。以橋(qiao)梁為例，據報道中(zhong)國(guo)現(xian)代橋(qiao)梁總數超過100萬(wan)座，其(qi)健康監(jian)測(ce)與(yu)維護(hu)任務非(fei)常繁重(zhong)，未來(lai)將產生每(mei)年數千億(yi)元(yuan)的(de)運維市場需求。

　　針對橋梁、大(da)型建(jian)筑物的(de)(de)運維(wei)需求(qiu)，團隊研究的(de)(de)微(wei)波振(zhen)動監測(ce)技術(shu)，能(neng)夠(gou)對結構多(duo)測(ce)點(dian)進行同(tong)步形變(bian)與振(zhen)動測(ce)量，實(shi)現(xian)全天時全天候遠程監測(ce)，測(ce)量誤差≤5%，可(ke)實(shi)現(xian)結構性能(neng)的(de)(de)快速測(ce)試與評估(gu)，極大(da)地降低測(ce)試成本與時間消耗，目前已應用在上海地鐵高架、上海松浦大(da)橋等(deng)工(gong)程結構的(de)(de)健康監測(ce)中，為關鍵工(gong)程結構的(de)(de)智能(neng)運維(wei)提供新的(de)(de)測(ce)試技術(shu)與高端(duan)儀(yi)器支撐。