Исследователи из Сиднейского университета разработали фотонный радар, способный дистанционно мониторить дыхание пациентов без дополнительного оборудования, вроде специальных электродов. Эта система устранит риск перекрёстного заражения респираторными заболеваниями, а также позволит следить за состоянием дыхания пациентов в больницах.
Учёные говорят, что бесконтактный мониторинг дыхания на основе камер уже создан, но он чувствителен к условиям освещения, цвету кожи и создаёт проблемы с конфиденциальностью при использовании в медицинских учреждениях. И чтобы преодолеть эти проблемы, исследователи обратились к фотонике.
Фотонный приёмопередатчик создаёт микроволновый сигнал через импульсный лазер, который возвращает сигнал на фотонный приёмник после попадания в цель. Обычные радиочастотные радары имеют узкую полосу пропускания и уменьшенное разрешение по дальности, из-за чего не могут различать цели, расположенные близко друг к другу. Но с фотонным радаром можно генерировать очень широкополосные радиочастотные сигналы, что даёт возможность высокоточного и одновременного отслеживания сразу нескольких человек.
В ходе испытаний устройство точно определило в режиме реального времени частоту дыхания двух симуляторов дыхания человека, находящихся на расстоянии 10 см друг от друга. Вдобавок ко всему, фотонный радар оказался чувствителен к ритму дыхания: атака звука, паузы после выдоха и т. д. И даже при добавлении в эксперимент жабы результаты не были искажены. Радар также точно измерил частоту дыхания животного, включая прерывистое дыхание, характерное для земноводных, хотя по сравнению с человеческой грудью область дыхания жабы меньше пары квадратных сантиметров.
Устройство найдёт применение в здравоохранении, тюрьмах, при уходе за престарелыми на дому, а также в ветеринарии и животноводстве. Исследование было опубликовано в журнале Nature Photonics.