تكنولوجيا الموجات المليمترية لكشف سقوط عدة أشخاص تم التحقق منها عبر مجسات قابلة للارتداء وسيناريوهات واقعية

لماذا يهم مراقبة السقوط

مع ازدياد متوسط العمر، يعتني المزيد منا بآباء وأجداد يرغبون في البقاء بأمان واستقلالية. واحد من أكبر التهديدات لهذه السلامة هو سقوط بسيط يمكن أن يؤدي إلى كسور في العظام، وفقدان الثقة، وحتى الوفاة. الممرضون ومقدمو الرعاية لا يمكنهم مراقبة كل ركن من المبنى طوال الوقت، وكثير من كبار السن يرفضون ارتداء أجهزة أو التصوير بالكاميرات. تستكشف هذه الدراسة نهجًا مختلفًا: استخدام موجات راديوية غير مرئية، مشابهة لتلك الموجودة في بعض حساسات السيارات، لمراقبة مساحات داخلية كبيرة بهدوء واكتشاف متى سقط أحدهم.

حارس غريق غير مرئي من نوع جديد

اختبر الباحثون نظامًا قائمًا على رادار الموجات المليمترية، وهي تقنية تبث موجات راديوية قصيرة جدًا وتستمع إلى انعكاساتها لاستشعار الحركة والموقع. وعلى عكس الكاميرات، فهي لا تلتقط الوجوه أو الملابس، ما يحافظ على خصوصية أفضل. وعلى عكس الأجهزة القابلة للارتداء، فهي لا تعتمد على تذكر الأشخاص لارتداء شيء ما. أرادت الفريق التحقق مما إذا كان مثل هذا الرادار يمكنه اكتشاف السقوط بشكل موثوق لعدة أشخاص في آن واحد في منطقة داخلية واقعية ومزدحمة تشبه في حجمها مقطعًا من مستشفى أو مركز رعاية طويلة الأمد.

تحويل الانعكاسات إلى حركة بشرية

في إعدادهم، وُضعت أربع وحدات رادار صغيرة في زوايا غرفة بمساحة 12 في 12 مترًا مع عمود إنشائي في الوسط، كممثل لعقبة نموذجية. عندما ارتدت موجات الرادار عن الأشخاص، ترجمت النظام تلك الصدى إلى سحابة نقاط تحدد شكل جسم كل شخص في ثلاثة أبعاد. ثم تعقبت البرمجية مركز كل سحابة مع مرور الزمن، متتبعة بذلك ارتفاع الجسم وحركته لكل شخص. ومن هذا، حسب النظام سرعة حركة الشخص صعودًا أو هبوطًا وكيف تغيرت تلك الحركة من لحظة إلى أخرى، باحثًا عن النمط المميز للسقوط المفاجئ يتبعه الاستلقاء منخفضًا وثابتًا على الأرض.

الاختبار في حالات جماعية واقعية

طُلب من عشرة متطوعين أصحاء التحرك داخل منطقة الاختبار وأداء جولات عديدة من «سقوط» محاكٍ من النوع الخفيف ضمن عشرة سيناريوهات جماعية مختلفة، تتراوح من شخص واحد إلى عشرة أشخاص في الغرفة. كما حملوا مستشعر حركة صغيرًا على الصدر وتم تصويرهم بكاميرا، مما شكّل معًا المرجع الحقيقي لتوقيت حدوث السقوط فعليًا. جرب الباحثون عدة طرق لترتيب رادار واحد إلى أربعة رادارات ووجدوا أن أربع وحدات في الزوايا أعطت أفضل تغطية وأفضل أداء في كشف السقوط بشكل عام، مع أخطاء موقعية نموذجية تصل إلى بضعة سنتيمترات فقط.

ما أنجزه النظام وأين واجه صعوبات

عبر جميع تجارب تعدد الأشخاص، حدد نظام الرادار السقوطات المحاكاة بدقة إجمالية بلغت 97.9%، حتى مع كون العمود المركزي يعيق الرؤية جزئيًا. بقي الأداء مرتفعًا جدًا للمجموعات الصغيرة وظل قويًا لكنه تراجع قليلًا كلما أضيف مزيد من الأشخاص. عندما كان هناك عشرة أشخاص، صار من المرجح أن يفوت النظام سقوطًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الأشخاص كانوا يحجبون رؤية بعضهم البعض عن الرادار. كما تحدى الفريق النظام بحركات يومية يمكن أن تشبه السقوط—مثل الجلوس سريعًا، القرفصاء، ربط الحذاء، أو التقاط شيء من الأرض. هنا، خلطت النسخة الأولى من الخوارزمية بين العديد من هذه الحركات والسقوط الحقيقي. بعد تحسين قواعد اتخاذ القرار للتركيز أكثر على سرعة السقوط ووضعية الاستلقاء النهائية، تحسنت الدقة لهذه المهام اليومية إلى 86.5%، مع بقاء مجال للمزيد من التطوير.

ما الذي قد يعنيه هذا للرعاية اليومية

تُظهر النتائج أن شبكة رادار موجات مليمترية مُصممة بعناية يمكنها مراقبة غرفة كبيرة والإشارة بثبات عندما ينتهي شخص ما على الأرض، دون أن تطلب منه ارتداء أي شيء أو وضع كاميرات في مساحات خاصة. النظام ليس بعد سريعًا أو دقيقًا بما يكفي لتشغيل أجهزة منع الإصابات في أجزاء من الثانية، لكنه مناسب لتنبيهات سريعة بعد السقوط، مما يساعد العاملين على الاستجابة خلال ثوانٍ بدلًا من اكتشاف الشخص بعد انتظار طويل قد يكون ضارًا. مع مزيد من العمل للتعامل مع تخطيطات غرف أكثر تعقيدًا وللتمييز بشكل أفضل بين الحركات اليومية العادية والطوارئ الحقيقية، قد تصبح هذه الحساسات غير المرئية شبكة أمان هادئة في المستشفيات ودور الرعاية وربما يومًا ما في المنازل العادية.

الاستشهاد: Chen, HH., Lin, JD., Lin, SH. et al. Millimeter-wave technology for multi-person fall detection validated through wearable sensors and real-life scenarios. Sci Rep 16, 8859 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40330-y

الكلمات المفتاحية: كشف السقوط, رادار الموجات المليمترية, رعاية المسنين, مراقبة بدون تلامس, السلامة الداخلية