MMPDS – Tecnología de detección pasiva y escaneo de imágenes integrado SISTEMA DE DETECCIÓN PASIVO MULTIMODO Decision Sciences International Corporation (DSIC) ha desarrollado una tecnología única de detección pasiva y escaneo de imágenes integrado que mejorará las actuales funcionalidades de seguridad y permitirá que los operadores portuarios, las aduanas y otros organismos gubernamentales inspeccionen rápidamente vehículos y cargas en busca de amenazas y contrabando sin impedir el flujo del comercio y sin riesgos para la salud de los operadores u otros miembros del personal. El Sistema de detección pasivo multimodo (MMPDS, por sus siglas en inglés) tiene la capacidad de escanear camiones, contenedores y vehículos de pasajeros en puntos de control, puertos y aeropuertos, señalando la presencia de una amplia variedad de amenazas y tipos de contrabando, incluidos materiales radiológicos y nucleares, explosivos, armas, estupefacientes, metales preciosos y cargas ocultas en general. La posibilidad de identificar automáticamente los materiales reduce enormemente la capacitación de los operadores. Un valor agregado es que el sistema es pasivo; de este modo, se eliminan los peligros de la exposición a la radiación que amenazan siempre a las personas,

las plantas, los animales, los organismos vivos y los productos electrónicos cuando se usan rayos X y muchos otros sistemas de inspección de cargas. Los conductores y pasajeros pueden permanecer dentro del vehículo durante el escaneo mientras los operadores del sistema y el personal de seguridad se desplazan libremente sin riesgo de exposición a la radiación. MMPDS además reduce la necesidad de inspecciones secundarias oportunas y costosas mediante la incorporación de una función de escaneo extendido que aprueba automáticamente las posibles anomalías que puedan haberse señalado.

DETECCIÓN DE AMENAZAS Y CONTRABANDO El MMPDS es la culminación de años de investigación y desarrollo que comenzaron con el descubrimiento y la invención de la tecnología de tomografía de muones de rayos cósmicos en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL, por sus siglas en inglés) en Estados Unidos, demostrada primero por ellos en 2006 y luego, en 2008, exclusivamente certificada y desarrollada para su comercialización por DSIC. DSIC ha desarrollado aún más la tecnología y ha instalado sistemas a nivel nacional e internacional. DSIC y el LANL han recibido el prestigioso premio a los 100 mejores productos tecnológicos en investigación y desarrollo (R&D 100) otorgado por la revista R&D por el desarrollo del MMPDS como la tecnología más innovadora de 2013.

La tecnología más nueva e innovadora para el escaneo rápido Los conductores y pasajeros pueden permanecer dentro del vehículo mientras los operadores del sistema y el personal de seguridad se desplazan libremente sin riesgo de exposición a la radiación. Fotografía del MMPDS de Decision Sciences en Freeport Container Port en Las Bahamas.

El MMPDS ofrece un mapa tridimensional de coeficientes de materiales y las siguientes funcionalidades:

1. Examen pasivo sin el peligro de una exposición peligrosa a la radiación. 2. Combinación de tomografía de muones de rayos cósmicos y detección pasiva de rayos gamma para identificar una amplia variedad de amenazas radiológicas y nucleares blindadas y sin blindar, así como explosivos, estupefacientes y otros materiales de contrabando. 3. Profunda penetración del volumen inspeccionado: las partículas de rayos cósmicos pueden penetrar hasta, aproximadamente, 2 m (2000 mm) de acero, muy por encima del rango de otras modalidades como los rayos X. 4. Detección automatizada de materiales nucleares/ radiológicos: no es necesaria la interpretación de imágenes por parte del operador. 5. Detección automatizada de metales preciosos: no es necesaria la interpretación de imágenes por parte del operador. 6. Detección automatizada de amenazas de contrabando de muchos materiales, incluidos explosivos y estupefacientes: el sistema identificará posibles amenazas en la imagen y asignará niveles de confianza a la detección en función de una base de datos de la biblioteca de materiales que es escalable.

TOMOGRAFÍA DE MUONES

7. Detección de objetos ocultos: la imagen del sistema indicará la distribución de los materiales; además, se puede detectar un objeto en un lugar inesperado o una configuración inusual (p. ej., volúmenes anidados). 8. Detección de anomalías en la carga: la imagen del sistema se puede usar para determinar si un embarque podría contener una carga anómala. 9. Los tiempos de escaneo del sistema pueden ajustarse en función del nivel de amenaza, el nivel de probabilidad de umbral de detección deseado o la sospecha sobre el origen de la carga.

ESCANEO La función principal del MMPDS es escanear el contenido de los vehículos y contenedores de embarque a fin de generar un procesamiento de imágenes para detectar amenazas, contrabando y anomalías en la carga. Cuando se coloca el vehículo o contenedor inspeccionado dentro del detector del MMPDS, las partículas de rayos cósmicos de origen natural (que constan de muones y electrones) atraviesan continuamente tanto el detector como el elemento escaneado, de día o de noche, independientemente de la altura o la longitud. Durante un escaneo, el detector analiza los datos que provienen de estas partículas de rayos cósmicos antes y después de que atraviesan el vehículo o contenedor. Las

DETECCIÓN DE RAYOS GAMMA

PARTÍCULAS DE RAYOS CÓSMICOS (MUONES Y ELECTRONES)

MATRIZ DE DETECTOR 2D MIDE EL ÁNGULO ENTRANTE

MIDE LA PARTÍCULA ENTRANTE

NINGUNA PARTÍCULA SALIENTE

MATRIZ DE DETECTOR 2D

DETECTA/LOCALIZA LA RADIACIÓN GAMMA DE AMENAZAS DE MATERIAL NUCLEAR ESPECIAL (SNM)

MIDE EL ÁNGULO SALIENTE

MATRIZ DE DETECTOR 2D

MATRIZ DE DETECTOR 2D COMPUTADORA ACTIVIDAD NUCLEAR

DENSIDAD Y NÚMERO ATÓMICO ÁNGULO DE DISPERSIÓN POTENCIA PARA DETENER LAS PARTÍCULAS

DATOS COMBINADOS DETECCIÓN, LOCALIZACIÓN TRIDIMENSIONAL E IDENTIFICACIÓN DE LA AMENAZA O PASO PERMITIDO SI NO HAY NINGUNA AMENAZA PRESENTE

MMPDS: cómo funciona el sistema multimodo

desviaciones de la trayectoria o la atenuación de las partículas, provocadas por los elementos y materiales escaneados, se miden y analizan mediante el hardware, los productos electrónicos y el software del sistema exclusivos de DSIC; esto permite que el MMPDS construya una imagen tomográfica tridimensional.

que no coinciden con una imagen en función del contenido inspeccionado o esperado de la carga. Estas anomalías pueden incluir objetos o materiales escondidos dentro de otros objetos o materiales, objetos ocultos en volúmenes escondidos y materiales que no coinciden con el contenido declarado del vehículo/contenedor.

DETECCIÓN PASIVA DE RAYOS GAMMA Los materiales radiológicos y nucleares, incluidos los materiales nucleares especiales (SNM, por sus siglas en inglés) y los materiales de alta densidad como el acero y el plomo, que se usan frecuentemente para blindar materiales nucleares y radioactivos, provocan cambios en las trayectorias de las partículas de rayos cósmicos, lo que permite la detección y localización de las amenazas. Inherente al MMPDS, existe una segunda modalidad de detección, llamada detección pasiva de rayos gamma, que detecta la radiación gamma emitida por los materiales radioactivos que se encuentran dentro del vehículo o contenedor. Esto brinda una funcionalidad complementaria a la tomografía de rayos cósmicos para la detección de amenazas nucleares. Con esta combinación, el MMPDS tiene la capacidad de detectar el espectro completo de materiales radiológicos y nucleares blindados o sin blindar. Actualmente, el MMPDS proporciona información aproximada de la ubicación de una única fuente radioactiva y de fuentes que están totalmente separadas. DSIC mejora constantemente la precisión y extiende la funcionalidad de localización hacia diversas fuentes.

PROCESAMIENTO DE IMÁGENES El procesamiento de las señales que cruzan el volumen escaneado con algoritmos del procesamiento de imágenes y software genera un mapa tridimensional de la imagen. En esta imagen, se marcan los contornos o se asignan colores para diferenciar los materiales y objetos en función de los coeficientes de dispersión y atenuación. Debido a que las regiones de mucha dispersión representan materiales nucleares o recintos blindados que podrían contener materiales radiológicos, nucleares u otros materiales ocultos, el sistema puede determinar si este tipo de amenaza está presente y proporcionar al operador indicaciones automáticas de “permitir el paso” o “alerta”. Las imágenes también son útiles para análisis secundarios y pueden usarse para resaltar anomalías, que incluyen configuraciones sospechosas y cargas irregulares. Por ejemplo, el contrabando y las amenazas a granel pueden aparecer como anomalías

Pantalla de alerta de amenaza radiológica y nuclear detectada. Nota: La interfaz gráfica de usuario (GUI, por sus siglas en inglés) proporcionada puede variar en función de las necesidades del cliente.

Una vez que se completa el escaneo, el MMPDS mostrará un mapa reconstruido del volumen escaneado, que consiste en numerosos objetos o diferentes segmentos del volumen. A pedido del operador, las propiedades de dispersión y detención medidas de un objeto seleccionado se mostrarán junto con una lista de materiales que son conocidos por tener estas propiedades. Esta información se obtiene de una biblioteca de materiales instalada en el MMPDS. El MMPDS puede configurarse para que resalte objetos con propiedades que se superpongan con amenazas conocidas, como explosivos, estupefacientes y otros materiales o tipos de contrabando. Los niveles de confianza se pueden asignar en función de cuán próximo es el “coeficiente” detectado que coincide con el material conocido de amenaza o contrabando. Los algoritmos de aprendizaje de la máquina de propiedad de DSIC usan las características del mapa de imagen tridimensional para identificar regiones anómalas que pueden representar objetos nucleares/ radiológicos o recintos blindados que no pueden detener la radiación gamma. El sistema analiza la anomalía detectada y produce una clasificación o evaluación de la amenaza. Si se detecta una amenaza o un elemento de interés, se generan alertas visuales y sonoras. Si el escáner no detecta ninguna amenaza,

biblioteca mediante modelos de sistema y simulación, en lugar de que se realicen mediciones sobre cada nuevo material de interés adicional. Esto permitirá la rápida ampliación de la biblioteca de materiales del MMPDS, lo que mejorará significativamente el rendimiento general del sistema y la funcionalidad para combatir con mayor eficacia el fraude y el transporte ilegal de contrabando.

NOTIFICACIÓN DE AMENAZA Y RESPALDO DE LAS DECISIONES Una amenaza o un elemento de interés activará una alarma visual y sonora si: se proporciona una indicación de “PERMITIR EL PASO”, o bien, una indicación de que no existen amenazas. El rendimiento y los tiempos de procesamiento de la clasificación dependen del tiempo que lleve pasar por el escáner, así como del tamaño del objeto de amenaza y la cantidad de blindaje o desorden que pueda haber presente alrededor del objeto. En general, cuanto más tiempo lleva el paso por el escáner, mayores son las posibilidades de detectar objetos de amenaza más pequeños al igual que objetos de amenaza que están blindados o en desorden. El MMPDS clasifica e identifica el contrabando y las amenazas no nucleares, tales como explosivos, bombas sucias, estupefacientes y metales preciosos, mediante el uso de una combinación de “algoritmos de aprendizaje de la máquina” que clasifican las anomalías de la imagen descubiertas durante el escaneo que se encuentran en la base de datos de biblioteca de los coeficientes y las propiedades de materiales, o mediante la detección pasiva de rayos gamma. Los algoritmos de aprendizaje especialmente desarrollados permiten que el sistema utilice la información de los escaneos para actualizar los algoritmos de clasificación y la base de datos de los materiales, los cuales mejoran continuamente a través de las permanentes actividades de investigación y desarrollo (R&D) de DSIC. El MMPDS contiene una biblioteca inicial de materiales y propiedades acordados con el usuario y esta se puede ampliar con el paso del tiempo. De hecho, la biblioteca instalada del MMPDS es un “sistema de aprendizaje” que mejora constantemente sus funcionalidades. El usuario podrá agregar nuevos materiales a la biblioteca a medida que hace funcionar el sistema y se recopilan nuevos datos de escaneo. La biblioteca en continua expansión, así como las mejoras al software del sistema de DSIC, mejorarán la funcionalidad y el rendimiento del sistema. Muchos coeficientes de materiales nuevos se agregarán a la

1. Se supera el nivel de confianza respecto de la coherencia con los coeficientes de materiales de amenaza; se identifica la región sospechosa en una imagen y se prevé el acuerdo de niveles de confianza y materiales. 2. Se descubren posibles paquetes radiológicos blindados; las grandes masas de plomo o acero podrían bloquear las emisiones gamma de las fuentes radiológicas. Estas configuraciones merecen un mayor control por parte del operador. 3. Se detecta un alto nivel de emisiones de radiación gamma. El sistema calcula la “probabilidad de amenaza” del objeto escaneado y, en función de los umbrales configurables, emitirá un sonido y mostrará una pantalla de alarma que presenta el tipo de objeto o amenaza, el nivel de confianza y su ubicación. Para detectar explosivos y otros tipos de contrabando, el MMPDS emplea un enfoque similar, pero diferente del que se usa para las amenazas radiológicas y nucleares. El sistema proporciona información de alerta automatizada, que consiste en coincidencias del nivel de confianza en función de una biblioteca de coeficientes de densidad y dispersión de amenazas y tipos de contrabando conocidos. Los objetos escaneados que tienen propiedades de dispersión congruentes con las que constan en la biblioteca se identificarán con un nivel de confianza dado. Luego, se proporcionará un listado de materiales con niveles de confianza que coincidan en gran medida con los coeficientes detectados para ayudar al operador a tomar una decisión definitiva sobre la detección de una amenaza o un tipo de contrabando. Con esta información y el conocimiento de los tipos de materiales esperados en el vehículo/contenedor, ya sea a partir de un manifiesto o de la declaración del conductor, el operador decidirá si detiene el vehículo

para una inspección secundaria o si le permite avanzar. El proceso y las funciones del MMPDS facilitan el respaldo de las decisiones no automatizadas, ya que proporcionan al operador una imagen tridimensional que puede analizarse visualmente para determinar si la imagen mostrada indica la presencia de una carga anómala o una configuración de carga anómala.

OPERACIONES INTEGRADAS El MMPDS es un sistema independiente que funciona sin apoyo ni aportes externos. La mayoría de los sistemas de seguridad, sin embargo, son a menudo parte de un sistema integrado más grande, vinculado a un comando y centro de control o a una oficina de seguridad. Normalmente, el centro requiere acceso a fin de recopilar datos para sus propios repositorios, para el control de calidad, para la supervisión general y para controlar remotamente el sistema. La información

acerca de los eventos de escaneo reales también es valiosa y necesaria para la investigación de escaneos anteriores y para ejecutar análisis para la identificación de patrones que resultan sospechosos o sugieren problemas de seguridad. Los datos tales como el número de licencia del vehículo, el número de serie del contenedor de carga, el número de identificación del manifiesto e incluso los datos del manifiesto son útiles porque proporcionan el “contexto” para los resultados consecuentes del escaneo. DSIC ofrece asistencia al usuario para el desarrollo de interfaces genéricas que facilitan la transferencia e integración de datos entre el MMPDS y el centro de control. El MMPDS puede configurarse para que cumpla con requisitos operativos específicos, usando siempre la misma tecnología básica exclusiva para proporcionar tecnología de detección y procesamiento de imágenes pasivo multimodo de contrabando y amenazas nucleares/radiológicas.

El MMPDS está disponible en varios tamaños y configuraciones. En las imágenes: vehículo de escaneo portátil, escáner de 4” x 4”, detector portuario/fronterizo de un solo carril de 24 x 72, detector portuario/fronterizo de varios carriles.

Para obtener más información, envíe un mensaje de correo electrónico a: [email protected] o visite: www.decisionsciencescorp.com.

ACERCA DE DECISION SCIENCES

Decision Sciences es una empresa de tecnología con oficina central en Virginia y un centro de investigación y desarrollo (R&D) en California que reúne ciencia de avanzada, desarrollo de hardware y software, integración de sistemas y fabricación para mejorar la seguridad y protección de la comunidad mundial. Basado en una tecnología revolucionaria y perturbadora inventada inicialmente por los físicos del Laboratorio Nacional de Los Álamos, el Sistema de detección pasivo multimodo (MMPDS) se desarrolló luego gracias al considerable aporte de conocimiento e inversión del sector privado. El MMPDS es un sistema de escaneo totalmente pasivo, seguro, efectivo y automatizado que permite detectar, localizar e identificar con rapidez amenazas nucleares y radiológicas sin blindar o completamente blindadas, además de explosivos y contrabando. Asimismo, y sin desacelerar el flujo del comercio, el MMPDS cumple excepcionalmente con el 100 % los requisitos de escaneo recomendados por la Comisión del 11-S de EE. UU., y que a raíz de estos posteriormente el Congreso de EE. UU. promulgó la ley. La tecnología central inherente del MMPDS también tiene un amplio espectro de aplicaciones fuera del ámbito de la seguridad, incluidas las industrias médicas, mineras y energéticas, y puede posibilitar la recopilación eficiente y la acumulación de importantes cantidades de datos que antes no estaban disponibles.

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