突破性激光技术实现更快、更安全的地雷探测

全球仍有 1.1 亿枚地雷散布在 70 个国家和地区 USGov-Military / Wikimedia Commons

维亚切斯拉夫-阿兰丘克研究激光多光束差分干涉传感器（LAMBDIS）已有十多年。 他早在2019年在该大学的国家物理声学中心（NCPA）工作时就获得了这项技术的专利，当时他演示了如何将其安装到移动车辆上，并快速探测到65英尺（约20米）外埋藏的地雷。

该团队的最新激光技术已于上个月在日本Optica会议上展示，它能近乎实时地形成地面振动图以探测地雷。 它不再像上一次迭代那样由 30 个光束组成一条线，而是创建一个 34 x 23 的矩形光束阵列，以覆盖更多区域。 和以前一样，它也可以在时速不到 10 英里（16 公里/小时）的行驶车辆上操作。 这进一步加快了探测过程。

阿兰丘克与国家大剧院的同事张博洋共同撰写了这份报告。 他们指出，他们的激光声学探测方法克服了使用金属探测器时面临的两个挑战：它可以帮助发现塑料制成的地雷，还可以避免土壤中其他金属物体引发的误报。

工作原理如下。 首先，利用空中声波或地震波振动激励技术产生地面振动。 然后，二维阵列激光多波束传感器装置在其激光矩阵覆盖的区域内同时测量多个点的地面对声波或地震波刺激的振动响应。 通过这些同步测量，可以快速绘制振动图像，并能探测到埋在地下的物体，无论这些物体是金属还是塑料。

这张振动图像显示的是利用 LAMBDIS 激光束阵列获得的埋在地下的地雷。Vyacheslav Aranchuk / 密西西比大学

与阿兰丘克之前开发的线性阵列设备相比，更新后的 LAMBDIS 能更快地获取地面振动图像。 传感器对自身运动的敏感度也更低，这对安装在移动车辆上非常重要。 通过快速工作、避免误报和远距离工作，它可以保证操作人员的安全。

对于生活在全球 70 个目前和曾经饱受战争蹂躏的国家的人们来说，这意味着一个更加安全的未来。 这些爆炸物在2017年造成全球2793人死亡，而到2022年，这一数字将悲惨地上升到4710人。

它还可以加速这些国家的大规模人道主义工作。 清除每枚地雷的成本高达 1000 美元--这意味着降低成本、提高效率并确保操作人员更高的安全性，对于扩大此类计划的影响至关重要。

清除地雷是一项危险的工作，正如这名美国士兵所做的那样

这种设计是为使受地雷影响的地区生活得更安全而进行的斗争中的最新成果。 去年，我们曾报道过澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）研究所的科学家们发明的新型磁共振技术，该技术将脉冲射频波传送到土壤中，与炸药中使用的目标晶体化合物产生共振，从而探测地雷。

Safe Pro AI 最近的另一项突破是利用现成的无人机和应用于航空图像的机器学习来发现散布在农田表面的各种地雷。 通过在几分之一秒内分析这些图像，它加快了排雷过程，并让操作人员更清楚地了解在清理区域时需要注意的事项。

至于 LAMBDIS，Aranchuk 希望针对不同的埋藏物和不同的土壤条件进一步研究其功能。 它还可以应用于其他领域，如桥梁和其他工程结构的评估，以及汽车和航空航天工业材料的无损检测。