KIRAS Sicherheitsforschung

2011

Detektion humaner Signaturen zum Schutz kritischer Infrastruktur (DHS)

Im Projekt "Detektion humaner Signaturen zum Schutz Im Projekt "Detektion humaner Signaturen zum Schutz kritischer Infrastruktur" (DHS) werden humane Signaturen auf zweierlei Art erfasst und für den Nutzer auf einem Bildschirm zur Verfügung gestellt: zum einen über Detektion von personengenerierter Wärmestrahlung (mittels thermischer Kameras) und zum anderen über Detektion von flüchtigen Verbindungen, die von Personen über den Atem oder die Haut freigesetzt werden (z.B. Isopren, Ammoniak oder Aceton, mit Detektion durch Ionenmobilitätsspektrometrie). Das Kernstück eines tragbaren Suchgerätes ist eine Wärmebildkamera und ein Ionenmobilitätssensor. Potentielle Nutzer sind Objektschützer, Grenzbeamte oder die Polizei.

Die Erfassung von versteckten Personen nimmt in verschiedenen Anwendungsbereichen einen breiten Stellenwert ein: Eindringlinge in der Nähe von sensiblen Infrastrukturen oder versteckte Personen in Lastwagen müssen rasch erkannt werden, um geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

Im vorliegenden Projekt sollen dafür zwei Techniken kombiniert werden: Detektion von Wärmestrahlung (mittels thermischer Kameras) und zum anderen Detektion von flüchtigen Verbindungen (mittels Ionenmobilitätsspektrometrie), die von versteckten Personen über den Atem bzw. über die Haut freigesetzt werden. Die beiden Suchtechniken sind grundsätzlich miniaturisierbar und können deshalb in ein tragbares Gerät integriert werden. Die Messresultate werden dabei - nach entsprechender Softwareunterstützer Datenauswertung - auf einem Bildschirm präsentiert. Die beiden Techniken ergänzen sich in idealer Weise. Die Suche mittels Gasanalytik entspricht der Verwendung von Spürhunden.

Die wissenschaftliche Grundlagenarbeit im Bereich der Gasanalytik wird unter Gebrauch von relativ großen Forschungsgeräten erbracht. Einen Schwerpunkt nehmen hier Protonen- Transfer-Reaktions time-of-flight Massenspektrometrie (PTR-TOF-MS) und Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) ein. Letztere Technik wird gegenwärtig auf Flughäfen und im militärischen Bereich zur Detektion von Sprengstoff bzw. von militärischen Kampfstoffen benützt. Die Resultate der wissenschaftlichen Grundlagenarbeit bilden die Basis für die Erfassung von flüchtigen Substanzen durch einen Ionenmobilitätssensor. Kleine gasanalytische Systeme sind grundsätzlich schon verfügbar, müssen aber hinsichtlich des samplings von Gasproben und hinsichtlich der Auswertung und Visualisierung von Konzentrationsdaten erprobt und validiert werden. Vorarbeiten für das gegenwärtige Projekt sind mit einem von der Firma Environics hergestellten Aspirations-Ionenmobilitätssensor (AIMS) durchgeführt worden.

Die Erstellung eines ersten Prototyps für ein tragbares Gerät, in dem Wärmebildkameras und ein Ionenmobilitätssensor integriert sind, ist eine beachtliche Herausforderung, aber grundsätzlich durchführbar. Die Wärmebildkamera wird in einen Suchkopf integriert, der zusätzlich ein Ansaugsystem für Gasproben enthält. Die Analytik sowie ein Bildschirm zur Visualisierung befinden sich in der Nähe des Haltegriffes. Die Datenverarbeitung wird über einen kleinen Laptop durchgeführt, der sich in einem Rucksack-artigen Behälter befindet.

Der hier entwickelte tragbare Prototyp hat beachtliches Marktpotential im Bereich der Sicherung von Infrastruktur, und könnte für potentielle Nutzern (Objektschützer, Grenzbeamte oder die Polizei) zu einem unentbehrlichen Hilfsmittel werden.

PROJEKTLEITER
Direktor Univ.-Prof. Doz. (ETH) Dr. Anton Amann, Institut für Atemgasanalytik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

KONTAKT
Mag. Mag. Mag. Marco Freek
Institut für Atemgasanalytik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften
A-6850 Dornbirn, Rathausplatz 4
Tel. 0664-80515-60000
Fax 0512-504-24683

marco.freek@oeaw.ac.at
www.oeaw.ac.at/aa

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