Nowy sposób na kierowców

fot. pixabay

W Stanach Zjednoczonych podpisano ustawę zawierającą wymóg dla producentów samochodów nakazujący instalację systemów monitoringu, które wykrywają nietrzeźwych lub słabnących kierowców. Obecnie dostępne rozwiązania opierają się na kamerach, które posiadają pewne ograniczenia. Naukowcy opisali w ACS Applied Electronic Materials projekt odpornych na ciepło czujników nacisku, które po ich przymocowaniu do siedzeń pomogą określić, czy kierowca jest senny lub zmaga się z nagłym atakiem choroby.

Większość obecnych systemów wykorzystuje zewnętrzną kamerę skierowaną w kierunku jazdy, aby monitorować położenie pojazdu zmieniające się względem pasa ruchu w wyniku nagłej lub przesadnej korekty toru jazdy. Inne wykorzystują natomiast kamerę wewnętrzną do śledzenia twarzy lub oczu kierowcy pod kątem oznak senności. Systemy oparte na kamerach, choć użyteczne, mają jednak swoje wady. Na przykład, kamera zewnętrzna może zostać zabrudzona przez błoto, a wewnętrzna okazać się mniej skuteczna w nocy.

Naukowcy już wcześniej badali możliwość wykorzystania czujników piezoelektrycznych do monitorowania postawy kierowcy, która zmienia się, gdy osoba zasypia, ma nagłe problemy zdrowotne lub jest odurzona. Jednak istniejące czujniki piezoelektryczne nie są w stanie wytrzymać wysokich temperatur, co jest wymogiem stawianym urządzeniom elektrycznym i elektronicznym instalowanym w pojazdach. Toshimi Nagase i jego współpracownicy postanowili więc opracować elastyczne i odporne na wysoką temperaturę czujniki piezoelektryczne.

Badacze przygotowali folię na bazie tlenku cynku bezpośrednio na powierzchni poliimidu, a następnie nadrukowali za pomocą sitodruku srebrną pastę po obu jej stronach, aby uzyskać arkusz piezoelektryczny. Podłączyli do niego następnie kabel koncentryczny w celu wykrycia zmian ładunku elektrycznego pod wpływem jego nacisku, a następnie złożyli na pół wokół kabla. 

Tak stworzony sensor oparł się ogrzewaniu do 120 stopni Celsjusza bez zmian w jego właściwościach. Po wykazaniu, że czujnik jest w stanie rozróżnić zmiany obciążenia mechanicznego, zespół umieścił go w oparciu siedzenia. Wykrywając nieznaczne ruchy ciała siedzącej osoby, pozwolił badaczom obliczyć tempo jej oddechu oraz puls. Dwa inne czujniki przymocowane do siedziska pomogły określić, kiedy badana osoba przechyla się górną częścią ciała w lewo lub w prawo, co mogło wskazywać na jej senność.

Naukowcy twierdzą, że w przyszłości system monitorowania oparty na tego typu czujnikach mógłby wykrywać zmiany w parametrach życiowych lub postawie ciała, wysyłając autonomiczny pojazd w bezpieczną lokalizację, w której mógłby się zatrzymać. W sytuacjach krytycznych mógłby również skontaktować się z ratownikami medycznymi. Aby osiągnąć ten cel, badacze mają przed sobą testy czujników piezoelektrycznych bezpośrednio w samochodzie, ponieważ ruchy i wibracje pojazdu przyczyniają się do generowania szumu tła pomiarowego.

(rr)