FFI – Forsvarets forskningsinstitutt: Er det en giftig nål i høystakken?

Hvordan kan trusselstoffer påvises i et forurenset, urbant miljø? FFIs forskere prøver nå ut et nytt nettverk av sensorer. Systemet skal lære av erfaring, og kunne svare raskt ved terror og ulykker.

Forskere og brannkorps har samarbeidet for å lære seg mer om sporing av trusselstoffer i et miljø hvor påvisningen kan forstyrres av forurensing. Foto: FFI

Støyen er øredøvende. Trafikken dundrer forbi under lokket til den nettopp revne Y-blokka i Oslo sentrum. Rundt oss graver og pigger store dieselmaskiner i det som er tomta til det nye regjeringskvartalet. Vi står midt imellom trafikk og byggeplass, ved Oslos hovedbrannstasjon.

Brannmenn i fullt utstyr står her sammen med feltkledde forskere fra FFI, iført vernemasker. Foran seg har de flere bord med pc-er og måleinstrumenter. Flere blåfargede, våte papirremser ligger på autovernet ut mot den passerende trafikken. De er gjenstand for intens granskning. Forskere og brannmenn er utstyrt med flere håndholdte sensorer.

For lite forurensning

– Vi valgte dette stedet bevisst, forteller seniorforsker Arne Joakim Bunkan.

– Grunnen er at det er så mye som foregår her. Dette er kanskje den mest forurensede plassen i hovedstaden akkurat nå. Vi prøvde både på Alnabru og i Brynstunnelen. Men takket være korona var det rett og slett ikke nok forurensning i omløp til at vi kunne gjøre disse forsøkene.

– Hva er det FFI forsker på?

– Det handler i praksis om å kunne oppdage trusselstoffer i en miks av andre og kanskje ufarlige stoffer, som vil kunne forstyrre deteksjonen.

Seks dagers forsøk

Selv om alle bærer verneutstyr, er stoffene som brukes her uskyldige: Det er ikke noe farligere enn salmiakk og en type fosfat. Disse har likevel noen egenskaper som ligner farlige nervestridsmidler som tabun og sarin.

– I seks dager har vi nå testet et detektorsystem for gasser. Målet er å få et effektivt apparat for å kunne identifisere farlige gassutslipp i miljøer hvor mange andre faktorer kan forstyrre, forteller Bunkan.

– Oslo brann- og redningsetat har vært så snille å la oss gjøre målingene foran hovedbrannstasjonen. I øvelsen vi har gjort, har vi sammen med dem eksponert detektorene for ammoniakk og fosfat i ganske små mengder. Likevel var det nok til at deres og våre sensorer fikk fullt signal.

Hvor lett er det å finne ørsmå konsentrasjoner av skumle stoffer i et forurenset miljø? Det er ideelt å teste sensorene nær trafikken under lokket ved regjeringskvartalet. Seniorforsker Arne Joakim Bunkan ved FFI deltar i det EU-støttede arbeidet der målet er å oppdage trusselstoffer raskere ved hjelp av mange sensorer og maskinlæring.

Det store spørsmålet

Forskere fra flere EU-land samarbeider om prosjektet, som kalles EU-SENSE.

Det står for «European Sensor System for CBRN Applications». Bunkan sier det store spørsmålet er hvordan de kan forbedre deteksjon av kjemiske, biologiske, radiologiske og nukleære trusselstoffer.

Målet er å utvikle et sensornettverk som utnytter avanserte modellerings- og maskinlæringsalgoritmer. Viktig for EU-SENSE er både områdekontroll og første respons. Scenarioene er både en industriell hendelse og et terrorangrep. Algoritmer skal kombinere data fra forskjellige sensorer for å klassifisere en trussel, identifisere stoffet og estimere konsentrasjonen.

EU-SENSE

EU-SENSE består av ni uavhengige partnere fra seks europeiske land: Nederland, Norge, Polen, Storbritannia, Sverige og Tyskland.

Prosjektet ledes av iTTi i Polen. Prosjektet er finansiert av EU gjennom programmet H2020.

Det startet i mai 2018, med tre års varighet. Koronasituasjonen forsinket prosjektet, men nå er det i sluttfasen.

Partnerne kommer fra industri (iTTi, Airsense, Technisch-Mathematische Studiengesellschaft), akademia (Universitetet i Warszawa, The Main School of Fire Service), forskning (det svenske instituttet for forsvarsforskning, FOI, Nederlands organisasjon for anvendt forskning, TNO og FFI) og sluttbrukere (Police Service of Northern Ireland og The Main School of Fire Service i Polen).

Falske utslag

Trusselstoffer er av mange slag. De kan ramme befolkningen både som følge av uhell, eller som villede handlinger – slik som terrorisme eller krigføring.

– Det er viktig at vi har mulighet for raskt å kunne oppdage at slike trusselstoffer er sluppet ut, slik at nødvendige tiltak kan iverksettes raskt. Nødetater og annet hjelpepersonell må ha nødvendig opplæring og trening for å kunne håndtere slike hendelser på en god måte, sier seniorforskeren.

Forskerne er seg samtidig bevisst at et forurenset miljø kan gi falske utslag på måleinstrumentene. Derfor er det så viktig å teste nettopp på slike steder.

Må kunne samkjøre

En liten, grønn boks på bordet med måleinstrumenter er sentral: Den bidrar til å samkjøre data fra de ulike sensorene.

Det er tredjegenerasjons sensornoder som er blitt testet i Oslo. Prosjektet har tidligere samlet inn sensordata fra både feltmålinger og laboratorieforsøk. Datainnsamlingen skjer fra naturlig bakgrunn, både fra urbant og landlig miljø, og utføres ved å plassere sensorene utendørs og eksponere dem for naturlig bakgrunn i perioder på opptil to uker.

Dette arbeidet foregår hovedsakelig i Norge. Sensorene blir også eksponert for kjente konsentrasjoner av giftige industrigasser og simulanter for kjemiske stridsmidler. Det skjer under kontrollerte forhold i laboratoriene ved FFI på Kjeller og TNO i Nederland.

De innsamlede dataene skal så brukes til å utvikle maskinlæringsmetoder. Hensikten er at metodene skal minske antall falske alarmer og skille ut reelle signaler fra trusselstoffer i luften raskere enn dagens frittstående sensorer kan.

– Arbeidet er i gang hos de andre partnerne i EU-SENSE. De utvikler datakommunikasjon til en sentral enhet, der resultatene skal prosesseres.  Det arbeides også med verktøy for å modellere hvordan trusselstoffene spres i terrenget, og metoder for å kunne lokalisere hvor utslippet har funnet sted. I tillegg lages det programvare som skal benyttes til å lære opp sluttbrukere.

Traktorarmada

Mens forskere og brannmenn arbeider med detektorene sine passerer en nokså uvanlig kortesje like ved dem. Store, brummende traktorer er på vei fra Stortinget og en markering mot årets landbruksoppgjør. Flere har tilhengere med påskriften «møkk». Kanskje velkomment: Kumøkk er også et av miljøelementene som et godt sensorsystem bør kunne oppdage – og avvise som ufarlig.

Seniorforsker Arne Joakim Bunkan sprer sporbart men ufarlig stoff ved hjelp av en sprayflaske.
Måleutstyret og innsamlingen av sensordata må være i stand til å spore selv små konsentrasjoner av de aktuelle trusselstoffene. Seniorforsker Arne Joakim Bunkan sprer sporbart men ufarlig stoff ved hjelp av en sprayflaske.