PRE2 Groep2

Project overzicht

Wij hebben ervoor gekozen om in ons project te kijken of met behulp van speciaal hiervoor uitgeruste drones het mogelijk is om bij een situatie waarbij er brand en veel rook in een tunnel/gang staat slachtoffers sneller te vinden (en dus te redden). In een dergelijk scenario komt het al snel voor dat het moeilijk tot onmogelijk is voor reddingswerkers om zelf te verkennen. Wij willen hier een oplossing voor vinden.

Leden

• Jelte Borsboom
• Merlijne Geurts
• Linde Koning
• Koen Tange

Scenario beschrijving

Door een ramp is er rookvorming in een tunnel, hierdoor is het zicht belemmerd. Er liggen slachtoffers in de tunnel, maar het is zeer risicovol voor reddingswerkers om de tunnel in te gaan. In plaats van het zoeken naar slachtoffers over te laten aan reddingswerkers wordt er een drone ingezet die uitgerust is met een RFID antenne en warmte sensoren. Door te zoeken naar RFID chips en dit te combineren met de readings van de warmte sensoren bepaalt de robot de kans dat er zich een mens bevindt. Dit wordt doorgegeven aan de reddingswerkers, waarna er een route bepaald kan worden die zoveel mogelijk (potentiele) slachtoffers afgaat, en de reddingswerkers de tunnel in kunnen gaan om deze te redden terwijl ze zichzelf zo min mogelijk in risicovolle situaties bevinden.

Onderzoeksvraag

Hoe is het mogelijk om een mens te detecteren, door middel van een combinatie van RFID en een infrarood sensor, in een omgeving waarbij het zicht belemmerd is?

Deelvragen

• Welke technieken zijn nog niet ontwikkeld voor de sensoren van een rescue robot in een tunnel brand?
• Welke technieken bestaan al voor de sensoren van een rescue robot in een tunnel brand?
• Wie zijn de belanghebbende en welke rol hebben zij?
• Met welke sensoren kan een mens gedetecteerd worden? En welke sensoren zijn geschikt in een omgeving zoals in het scenario omschreven?

• Hoe kan je met RFID objecten lokaliseren?
• Hoe kan een infrarood sensor mensen detecteren, zodat er zo min mogelijk false positive en false negative situaties zijn?
• Hoe kan een RFID sensor en een infrarood sensor een mens detecteren, door middel van sensor fusion?

• Hoe betrouwbaar is het systeem van RFID en infrarood sensoren?
• Hoe gaat het reddingsprotocol eruit zien, met behulp van de RFID en infrarood sensor?
• Welke argumenten zijn er voor/tegen het RFID/infrarood sensor systeem?

[Conclusie_PRE2Groep2|Conclusie]]

Na dat de meetresultaten van de sensoren gefuceerd zijn is het duidelijk te zien waar de mensen (warmte bron met RFId) zich bevinden. Verder is er ook te zien dat de losse RFID tags, niet worden aangegeven als een mens. Wanneer dit wordt toegepast is het ook verstandig om een map van de warmte bronnen door te sturen naar de reddingswerker. Hierop zullen dan ook de mensen worden aangegeven die geen RFID tag bij zich hebben.

Wanneer de robot op een grotere schaal wil laten functioneren, moeten de onderdelen voor het lezen van de RFId tags verbeterd worden. Zo moet de frequentie verhoogd worden, er moet een grotere en sterkere antenne gebruikt worden. Als deze onderdelen verbeterd zijn, denken wij dat het mogelijk is om deze robot in de praktijk toe te passen.

Ook hebben we een wiskundig model ontwikkeld om te berkenen wat precies de kansen zijn dat er een mens is op een bepaalde locatie (x,y) gegeven de meetresultaten van de twee sensoren. Dit kan met behulp van bayesiaanse statistiek. Met behulp van deze kansen kan redddingsmedewerker er voor kiezen om bepaalde plekken eerst te doorzoeken. Het aantal false positives en negetives die de robot doorgeeft hangt af van de gekozen drempelwaarde. Bij het toepassen van het wiskundigmodel verkregen we 0 false negatives en 3 false positives, bij de gekozen drempel waarde van 295,0 mV voor de RFID, en 32 C voor de temperatuur.

De vraag of je met behulp van een RFID antenne en een IR-sensor een kaart kan creeren die aangeeft op welke locaties er een grote kans is dat er een mens aanwezig is , kunnen we dus positief beantwoorden met behulp van het wiskundigmodel en de resultaten van het experiment,zo geven de grafieken een heel duidelijk beeld waar een mens is.

Echter kan er niet zo maar van uit worden gegaan dat dit systeem geaccepteerd zal worden. Tijdens het project is er ook gekeken naar de ethische problemen die kunnen voor komen, wanneer er gebruik wordt gemaakt van de robot met RFID en IR sensor. Zo is er onderzocht wie er verantwoordelijk is als er iemand niet gevonden wordt, wanneer iemand wel of geen RFID chip bij zich heeft. De conclusie hiervan was dat wanneer de reddingswerkers vertrouwen hebben dat de personen gevonden kunnen worden met behulp van de robot, zij verantwoordelijk zullen zijn, wanneer een persoon wel of niet wordt gevonden. Verder zal de software ontwerper verantwoordelijk zijn voor de keuzes die er in worden gemaakt voor het bepalen of iemand een mens is.

De software ontwerper zal een keuze maken of er door de robot meer false positive of meer false negative situaties plaats zullen vinden, door het instellen van de drempelwaardes van sensoren. (de voltages). In de situatie is het beste als er zo min mogelijk false negatives zijn. Een false negative betekent namelijk dat er iemand niet gevonden worden terwijl die wel aanwezig is.

Maar er zullen bepaalde groepen zijn, zoals kinderen en baby’s die per definitie geen RFID chip bij zich hebben. De reddingswerkers zijn er voor verantwoordelijk dat deze personen ook gevonden worden. De reddingsmedewerker zal dus niet alleen naar de kaart met de gefuceerde resultaten van de twee sensoren moeten kijken, maar zal daarnaast ook een warmte kaart moeten onderzoeken. Daarnaast zullen de regels in Nederland moeten worden aangepast om er zeker van te zijn dat de mensen een RFID chip bij zich hebben. Een vrij drastische maatregel zou zijn om bij iedereen een RFID tag te laat inplanten. Echter zijn hier veel bezwaren tegen. Een andere minder heftige maatregel, is het in stellen van draagplicht van je ID-kaart. Momenteel is er namelijk een identiteitsplicht, wat betekend dat je niet verplicht bent om een ID-kaart te dragen.

Weekoverzicht

Week 1

Onderwerp uitkiezen; Algemene informatie reddinsrobot, sensoren en bewegings detectie

Week 2

Concept project presentatie; Informatie detecteren mensen

Week 3

Uiteindelijk project presentatie; informatie bestaande technieken, te ontwikkelen technieken en belanghebbende

Week 4

Onderdelenlijst; Sensor fusie; Ethiek onderzoek

Week 5

Ethiek onderzoek

Week 6

Experiment; Ethiek onderzoek

Week 7

Conclusies experiment; Ethiek onderzoek

Logboek

Google Spreadsheets logboek