معاونت سنجش از دور سازمان فضایی ایران، نقش فناوری فضایی و کاربرد سیستم های موقعیت یابی ماهواره ای و تصویربرداری را در نبرد با ویروس کرونا در کشور چین مورد بررسی قرار داد.
در حالی که شیوع بیماری کرونا به تدریج تبدیل به یک نگرانی جهانی شده است، هیچ کشوری به تنهایی نمی‌تواند به اندازه کافی از سلامت شهروندان خود محافظت کند. براین اساس به اشتراک گذاشتن تجربه کنترل بیماری کشورها و تقویت همکاری بین المللی در استفاده از فناوریهای فضایی، می تواند یکی از راههای تسریع فرایند پیشگیری از شیوع این بیماری باشد.
بررسی ها نشان می دهد که فناوری های نوین فضایی برای مبارزه با بیماریهای مسری گسترده از طریق افزایش تعامل بیماران، بهبود کارایی ضدعفونی کردن، نظارت بر زیرساخت های بهداشت و درمان، تمرین بهداشت و کاهش فشار در برابر این بیماری می تواند کاربردی باشد.
در طول نبرد علیه ویروس کووید ۱۹، فناوری ماهواره ای و سیستم‌های مبتنی بر فضا و ارائه خدمات فضایی از جمله نقشه برداری و سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) ، سنجش از راه دور، کنترل از راه دور، تصویربرداری، قرنطینه، درمان و همچنین ساخت بیمارستان و عملیات پاکسازی گسترده در سراسر جهان، آموزش آنلاین ملی، حمل و نقل ضروری برای کالاهای ضروری بین استانها و بسیج عظیم کارمندان بهداشتی از سراسر کشور، نقش حیاتی در هماهنگ کردن همه بخشهای جامعه و کنترل گسترش بیماریهای عفونی در کشور چین ایفا کردند.
معاونت سنجش از دور سازمان فضایی ایران نقش این فناوری ها را در نبرد با ویروس کرونا در کشور چین مورد بررسی قرار داده است.
فناوری موقعیت یابی و پیمایش مبتنی بر ماهواره
در فرآیند کنترل COVID-۱۹، کشور چین از سیستم ماهواره ای ناوبری BeiDou (BDS) بومی خود برای کمک به کنترل بیماری استفاده کرد. از ردیابی موقعیت دقیق بیماران گرفته تا نظارت بر حمل و نقل محموله و همچنین تعیین سیستم های ناوبری مبتنی بر GNSS برای ضدعفونی مناطق آلوده در مقیاس بزرگ.
در سال ۲۰۰۰ کشور چین شروع به ارسال سیستم ناوبری داخلی BeiDou-۱ کرد و سیستم ناوبری ماهواره ای منطقه BeiDou-۲ را برای استفاده تجاری در سال ۲۰۱۲ به اتمام رساند.
در حال حاضر، چین با موفقیت ۲۸ ماهواره ناوبری جهانی BeiDou-Phase III را به مدار ارسال کرده است. به نظر می رسد منظومه جدید ماهواره ای آن در نیمه اول سال ۲۰۲۰ عملیاتی شود.
تعیین موقعیت بیمار در شهر ووهان
این امر به منظور حصول اطمینان از درمان موثر همه بیماران، کاهش ریسک ابتلا به عفونت بین بیماران و پرسنل درگیر و به ویژه برای یافتن تمامی بیمارانی که به دلیل نارسایی تنفسی حاد در بیمارستان بستری هستند انجام پذیرفت.
طراحی یک برنامه پیام‌رسان با بیشترین تعداد کاربران در چین فرصتی برای افزایش گسترده دسترسی بیماران را فراهم کرد. در عین حال، مدیران جامعه و پرسنل پزشکی مسئول جامعه بیمار، وضعیت سلامت جسمانی او را بررسی خواهند کرد.
در صورت نیاز به درمان بیمار در بیمارستان، جامعه داوطلبان را برای انتقال بیمار به بیمارستان تعیین شده برای بیماریهای عفونی ترتیب خواهد داد. همچنین به همسایه ها تذکر می‌دهد که از آدرس فرد آلوده دوری و منبع آلودگی را پاکسازی کنند.
هواپیمای بدون سرنشین برای ضد عفونی در مقیاس بزرگ
برای جلوگیری از غلظت های بالای ویروس و ذرات باکتریایی در هوا، دولتهای محلی، تولیدکنندگان پیشتاز هواپیماهای بدون سرنشین چینی را به منظور حمایت از استانهای مختلف کشور به کار گرفتند.
با اجرای سیستم ناوبری دقیق و موقعیت یابی دقیق BeiDou و هواپیمای بدون سرنشین، ضد عفونی و پاکسازی نواحی پرخطر و آلوده می‌تواند به صورت اتوماتیک و با دقت سطح سانتی متر عمل کند.
اغلب هواپیماهای بدون سرنشین، پیش از این که برای پیشگیری از شیوع بیماری به کار برده شوند، در کشاورزی خدمت می‌کردند. با تغییر مهمات از آفت‌کش ها به مایع ضد عفونی، جنگجویان کوچک هوایی به سرعت میدان نبرد خود را از زمین‌های کشاورزی به بلوک‌های شهری پرجمعیت یا خانه های روستایی با سیستم بهداشتی ضعیف تر و شرایط نامناسب بهداشتی، تغییر می‌دهند.
هواپیمای بدون سرنشین با ظرفیت حمل ۱۰ لیتر مایع در هر بار پرواز، توانایی اسپری کردن منطقه ای با مساحت ۵۰۰۰ متر مربع را در مدت زمان ۱۰ تا ۱۵ دقیقه دارد که می تواند ۵۰ برابر سریعتر از روش‌های سنتی باشد، همچنین خطر مواجهه کارگران با مواد شیمیایی و ویروس کرونا را کاهش می دهد.
برنامه مدیریت پیشگیری از همه گیری برای کارکنان
از آنجا که ویروس کرونا به سرعت در سراسر کشور چین گسترش می یابد، بستر مدیریت پیشگیری از همه گیری HaiGe که یک پلتفرم پیچیده برای نظارت بر سلامت است، راه حلی برای کاهش ترس کارکنان در حین رفت و آمد به محل کار ارائه می دهد.
با پشتیبانی سیستم BeiDou و با کمک سیستم جدید «دلفین» که به تازگی ایجاد شده، بسترهای نرم افزاری مکان‌یابی داخلی برای ثبت تاریخچه مکان‌یابی بیماران عفونی ارائه شده است.
با اتصال پایگاه داده افراد آلوده و اطلاعات منطقه ای و جمع آوری اخبار منتشر شده توسط مرکز کنترل و پیشگیری بیماریها، این پلتفرم قادر به نمایش نقشه به روز بیماریهای عفونی و تشخیص نقاط بحرانی بیماری با استفاده از الگوریتم ردیابی مسیر است.
پس از مقایسه محل منبع آلودگی با مسیرهای متداول رفت و آمد روزانه کارکنان و تجزیه و تحلیل تراکم افراد و وسایل نقلیه در دوره های زمانی مختلف، سیستم می‌تواند به طور خودکار مسیر سفر را برای کاربران جهت جلوگیری از مناطق واگیردار بررسی کند.
این پلتفرم، پیوسته اخبار و توصیه های مربوط به همه گیری را به شیوهای به موقع و دقیق به کارمندان، شرکتها و دولت محلی می‌رساند. در صورت بروز شرایط اضطراری، سیستم هشدار اضطراری، پیام هشدار دهنده به تلفن های همراه کاربر را صادر خواهد کرد.
سیستم کنترل شبکه مبتنی بر GNSS و رباتهای تحویل
به منظور حصول اطمینان از تامین تجهیزات پزشکی کافی و ملزومات روزانه، به طور مداوم تجهیزات پزشکی و واحدهای پیش‌ساخته برای تسهیلات، ماسک‌ها، محصولات کشاورزی و میوه و سبزیجات از سایر استانها در سراسر کشور به محل بحران اعزام شد.
از آنجا که شرایط بزرگراه میان استانها به سرعت به دلیل کنترل ترافیک روزانه تغییر می‌کند، رانندگان دیگر استانها گاهی مجبور به برخورد با مسیرهای انحرافی غیرضروری و ازدحام ترافیکی شدید می‌شوند که باعث از دست رفتن کالاهای فاسد شدنی و توزیع نامتعادل اقلام ضروری می شود.
سیستم شبکه سازی مبتنی بر GNSS راهی مناسب برای دسترسی به اطلاعات در جاده هم برای تنظیم کنندگان و هم رانندگان است. با توجه به اینکه تکنولوژی ماهواره ای در مکانهای دور افتاده کار می‌کند و امکان برقراری ارتباط بلادرنگ با رانندگان دوردست را فراهم می‌کند، اداره مدیریت حمل و نقل کشور چین مجهز به تجهیزات موقعیت یابی ماهواره ای موبایل با دسترسی به سیستم کنترل شبکه ملی است.
با انجام این کار، مرکز فرماندهی حمل و نقل می‌تواند وضعیت عملیاتی وسایل نقلیه در بزرگراه ها را تحت نظر داشته و توزیع منطقی و مدیریت خودروهای تحت نظارت را اجرا کند و تخصیص بهینه کالاهای عمومی را انجام دهد. پس از رسیدن کالا، تکنولوژی GNSS به کارکرد ضروری خود ادامه خواهد داد، پایانه های مسافری مجهز به رباتهای مستقل داخلی برای توزیع اقلام دارویی، خواربار، غذا و داروها در بیمارستانهای تعیین شده و جوامع محلی در قرنطینه، در حالت آماده به کار قرار دارند.
علاوه بر تسریع روند حمل و نقل، رباتهای تحویل بدون سرنشین به کاهش خطر عفونت های بالقوه ناشی از تماس شخصی غیر ضروری کمک می‌کنند و نیازهای ضروری پرسنل پزشکی خط مقدم و ساکنان محلی را برآورده می‌کنند.
با پشتیبانی سیستم‌های خودکار شناسایی و سیستم ماهواره ای ناوبری ماهواره ای، رباتهای تحویل با ملزومات پزشکی و دستورهای خاصی که در بیمارستان یا جامعه محلی انجام می‌شود، بارگذاری می‌شوند. آنها می‌توانند به صورت خودکار مقصد را شناسایی کرده و مواردی را حذف کنند. در این میان، داده های ماهواره ای کمک می کند که ربات برای برداشت زباله و انتقال آن از منطقه قرنطینه، در مسیر درست و بدون برخورد حرکت کند. در طول فرآیند توزیع، تمام اطلاعات و داده های ربات با مرکز کنترل هماهنگ می‌شوند تا کارکنان بتوانند سوابق تحویل را ردیابی و کنترل کنند.
ماهواره سنجش از دور و رصد زمین
فناوری سنجش از دور، علم شناسایی ویژگی های سطح زمین و برآورد ویژگی‌های بیوفیزیکی آنها با استفاده از تابش الکترومغناطیسی به عنوان وسیله ای برای نقشه برداری جغرافیایی پدیده های روز زمین از جمله مخاطرات طبیعی چون زلزله و نظارت بر سیل و بررسی محیط زیست و منابع طبیعی از راه دور است.
علاوه بر این، فناوری سنجش از دور می‌تواند در عملیات پیشگیری از شیوع بیماری در این زمان برای مبارزه با کرونا مورد استفاده قرار گیرد.
تصاویر مشاهده ماهواره ای نه تنها می‌توانند مقیاس و مکان منبع عفونت را شناسایی کنند، بلکه نقش حیاتی در بررسی چشم انداز بیمارستانهای موقت و ساخت زیرساخت بهداشتی ایفا می‌کنند. علاوه بر این، کاربرد سنجش از دور می‌تواند ساختار یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) را تسهیل کند که مجموعه ای از ابزارهای مبتنی بر کامپیوتر است که برای ثبت، ذخیره، دستکاری، مدیریت و تجسم همه انواع داده های جغرافیایی مورد نیاز برای نقشه برداری سلامت و امکان تجزیه و تحلیل جمعی داده های مکانی حاصل از ماهواره فراهم شده است.
فناوری سنجش از دور و ساخت بیمارستان موقتی
برای کاهش فشار بیش از حد ظرفیت بیمارستان، دو بیمارستان موقتی با مساحتی حدود ۲۵۰۰۰ و ۳۰۰۰۰ متر مربع، در شهر Wuhan طراحی و هر کدام در ۱۰ روز کامل شدند. در طول فرآیند ساخت، ماهواره GaoFen چینی که از منظومه ماهواره های مشاهدات زمینی مرئی با توان تفکیک مکانی بالا بوده و برای برنامه های غیر نظامی مشاهدات زمین طراحی شده است، سرعت قابل توجه ساخت بیمارستان ها را به خوبی نشان داده است.
آزمایشگاه کلیدی دانشکده مهندسی اطلاعات در نقشه برداری و سنجش از دور، فرآیند طراحی و پیاده سازی ساخت بیمارستان را با جمع آوری و تحلیل داده ها و تصاویر چند ماهواره کنترل کرد. این آزمایشگاه قبل از شروع پروژه، ماهواره «سنتینل» را برای بررسی ارزیابی ریسک و اندازه گیری فرونشست زمین مورد استفاده قرار داد.
با تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده در دو سال گذشته براساس فناوری سری زمانی رادار دریچه مصنوعی SAR، این تیم نتیجه گرفت که این سایت هیچ نشانه ای از یک روند تغییر شکل سطح زمین یا تغییر شکل خطی را نشان نمی‌دهد و بنابراین زمین دارای شرایط پایه مناسب برای حمایت از ساختمان بیمارستان است.
علاوه بر این، با استفاده از یک مجموعه داده جامع از تصاویر ماهواره ای با توان تفکیک بالا، در آزمایشگاه می توان بازتاب سطح آب ناشی از تصاویر ماهواره ای را از طریق یک الگوریتم تصحیح اتمسفری به دست آورد تا نشان دهد که رسوب‌گذاری زیادی در نزدیکی ساختمانها وجود ندارد.
ماهواره هوش مصنوعی برای نگاشت بهداشت مبتنی بر GIS
سیستم اطلاعات جغرافیایی نقش مهمی در تسهیل مدیریت و پردازش داده های اپیدمیولوژیک و درک بهتر از شرایط سلامت عمومی با ترکیب تحلیل های مکانی، مدلسازی آماری و الگوریتم های پیچیده دارد. اخیرا، مرکز تحقیقات فناوری صنعت ماهواره در دانشگاه علوم و فناوری الکترونیکی چین، تهیه نقشه سلامت مبتنی بر GIS را با حمایت یک ماهواره هوش مصنوعی برای نظارت بر بیماری های عفونی توسعه داد.
این ماهواره که به نام TFSTAR شناخته می‌شود در سال ۲۰۱۸ توسط دانشگاه و ADASpace راه اندازی شد. در مقایسه با ماهواره های سنجش از دور سنتی، فناوری هوش مصنوعی قابلیت اطمینان بیشتری در تجزیه و تحلیل اطلاعات و تفکیک پذیری بالاتر، انجام فیلتر کردن خودکار و توابع پردازش روی تصاویر گرفته شده برای مشخص کردن این که چه نوع داده باید به زمین ارسال شود، فراهم می‌کند.
با ترکیب اطلاعات هوشمند، پردازش و فناوری های توزیع، سیستم Geocoding و نقشه برداری بیماری کرونا، کاربران نه تنها می‌توانند توزیع جغرافیایی و خط سیر موارد تایید شده را مشاهده کنند، بلکه قادر به اندازه گیری فاصله بین خودشان و مناطق تحت هجوم شدید ویروس روی نقشه در سطح اجرایی هستند.
ارتباطات ماهواره ای
ارتباطات ماهواره ای ارتباطات وسیعی در سراسر جهان از طریق برنامه های متنوع، از جمله تلفن های همراه، رادیو، تلویزیون و... را ارائه می‌دهد که می‌تواند در شرایط اضطراری عمومی مورد استفاده قرار گیرد.
زمانی که شیوع بیماری همه گیر به طور گسترده رخ می‌دهد، متخصصان پزشکی می‌توانند برنامه روتین خود را از طریق ویدیو به صورت آنلاین برای افرادی که در مناطق قرنطینه ساکن هستند، ارائه دهند.
علاوه بر این، استفاده از ماهواره های ارتباطی می‌تواند زندگی روزمره مردم را تسهیل کرده و بر موانع جغرافیایی غلبه کند. زمانی‌که اقدامات موقت علیه بیماریهای عفونی مانند تعلیق مدرسه و محدودیت های سفر وجود دارد. با اتصال چندین کاربر در مکانهای فیزیکی مختلف از طریق اینترنت، رادیو، پخش تلویزیونی و پیغام‌های متنی، مردم می‌توانند ماموریت های دور دست را از خانه به پایان برسانند.
پزشکی از راه دور
پزشکی از راه دور شامل استفاده از تکنولوژی مخابرات دوطرفه، نرم افزار چند رسانه ای و شبکه های رایانه ای است که در آن متخصصان مراقبتهای بهداشتی و بیماران به صورت فیزیکی در همان مکان حاضر نیستند.
جمع آوری، ارسال، پردازش و ذخیره اطلاعات پزشکی از طریق اتصالات ویدیویی و صوتی، به متخصصان بالینی اجازه ارزیابی، تشخیص، درمان و پیگیری بیماران را می‌دهد. علاوه بر این، این فناوری اغلب تیم های تخصصی را با چندین بیمارستان محلی مرتبط می کند که فاقد کارکنان و تجربه کافی هستند.
به عنوان مثال، شرکتهای تابعه وزارت علوم و صنعت، خدمات پزشکی از راه دور را به بیمارستانها در شهرهای Wuhan و Shantou از طریق سیستم های ارتباطی ماهواره ای ارائه می دهند که از آنتن ماهواره، مدولاتور، دستگاه های ضبط صدا و ویدیو، پروتکل اینترنت و عوامل دیگری تشکیل شده است. بعد از جمع آوری ویدیو و تصاویر بیماران از بیمارستانهای مختلف در شهرهای مختلف، میانجی ماهواره داده های به دست آمده را به پلتفرم ماهواره ارتباطی انتقال می‌دهد و سپس به مرکز کنترل پزشکی باز می‌گردد.
با انجام این کار، متخصصان می‌توانند از راه دور افراد مبتلا را تشخیص داده و امکان مشاوره و آموزش برای کارکنان پزشکی محلی را فراهم کنند.
آموزش آنلاین
در مواجهه با اپیدمی کرونا، ترم بهاری تمامی دانش آموزان در مقطع ابتدایی و دبیرستان در چین به تعویق افتاده است. در واکنش به این مسئله، وزارت آموزش، مدارس و آموزگاران را تشویق به ارائه دوره های آنلاین برای دانش آموزان در سطح ملی می کند. در ارتباط با دانش آموزان در مناطق روستایی محروم که دسترسی به اینترنت پایدار ندارند، شبکه آموزش چین برنامه های آموزشی مناسب با مقاطع مختلف را تولید و ارائه کرده است.
این برنامه ها از طریق ماهواره ChinaSat -۹ پخش می‌شوند و هدف آن پوشش دادن سیگنال‌های تلویزیونی در همه مناطق روستایی است. با ترویج برنامه های ماهواره به خانه (DTH) به خانواده های روستایی در چین، ۱۴۰ میلیون کاربر روستا قادر به دریافت بیش از ۴۸ برنامه تلویزیونی هستند که شامل اخبار، دانش کشاورزی و برنامه های سرگرمی نیز می‌شود. با کمک تکنولوژی ارتباطات ماهواره ای، دانش آموزانی که دسترسی به اینترنت پهن باند ندارند، لازم نیست نگران باشند.
روشن است که کاربردهای گوناگون سیستم‌های موقعیت یابی، سیستم‌های سنجش از دور و سیستم‌های ارتباطی ماهواره ای، ابزاری قدرتمند برای کمک به عملیات کنترل بیماری در طول شیوع بیماری در چین هستند.
شکی نیست که فناوری فضایی، ظرفیت، پتانسیل و شجاعت ما را برای مبارزه با چالشهای بهداشت عمومی جهانی بدون توجه به نژاد، ملیت، قومیت، مذهب یا جنسیت افزایش می‌دهد.
