Waarin ratten slachtoffers zoeken onder puin en aan een touwtje trekken als ze er een gevonden hebben (video)

Ratten. Algemeen bekend als plaagdieren en ziekteverspreiders en voor veel mensen hun grootste nachtmerrie. Maar ze zijn minstens net zo goed te trainen als honden. De Belgische hulporganisatie Apopo traint Afrikaanse hamsterratten om aardbevingsslachtoffers te zoeken onder het puin. Met een rugzak op de rug, ontwikkeld door TU/e-studenten.

Bram van Kasteren verdedigde eind december zijn master-thesis over locatiebepaling. Hiermee moeten reddingswerkers uiteindelijk precies kunnen zien waar het gevonden slachtoffer zich bevindt als het ratje aan het alarmknopje trekt.

“Ratten zijn klein, nieuwsgierig en leergierig, maar ze kunnen vooral enorm goed ruiken,” zegt Roel Jordans. Hij is docent en onderzoeker bij de faculteit Electrical Engineering en begeleidde Van Kasteren bij zijn master-thesis. Dat fantastische reukvermogen was reden voor Apopo op met de rat in zee te gaan.

Microfoon, camera, controller, GPS, antennes en noem maar op

Jordans: “Om mensen op te sporen die bedolven liggen onder het puin, moet de rat in verbinding staan met de reddingswerkers. Daarvoor hadden ze dus een systeem nodig met een microfoon, camera, controller, GPS, antennes en noem maar op. Precies het werk waar wij in gespecialiseerd zijn. Zo is het project RescueRats ontstaan.”

Toenmalig TU/e-student Sander Verdiesen ontwikkelde in 2019 een 3d-geprint rugzakje met de benodigde elektronica voor de rat. Hij bedacht ook het alarmknopje onder de hals van de rat, waarmee het diertje de reddingswerkers kan inseinen als hij een slachtoffer gevonden heeft. Verdiesen: “Dat was nog niet zo makkelijk, want die trekschakelaar moet gevoelig genoeg zijn om het signaal te verzenden, maar niet kapot gaan als de rat met zijn sterke klauwen aan het knopje trekt.”

Geen GPS onder het puin

De communicatie bleek een heikel punt, want onder de grond valt de GPS weg. Jordans: “Idealiter wordt de exacte locatie van de rat onder het puin in real-time naar de reddingswerkers boven de grond gestuurd. Zo zien de helpers op een kaartje op hun mobiel precies waar de rat met het slachtoffer zich bevindt en hoe ver ze zelf nog van hen verwijderd zijn.”

Met dat probleem ging Van Kasteren aan de slag. “De chaotische omgeving van een rampgebied maakt het lokaliseren van het ratje heel ingewikkeld. Je weet niet hoeveel beton en metaal er tussen de rat en de ontvanger zit en hoeveel invloed dat heeft op je signaal, dat vergt een robuust systeem.”

Sterk signaal is weinig obstakels tegengekomen

Zodra de GPS wegvalt, bleek radio triangulatie de beste locatiebepaler. Daarbij kijkt het systeem vanaf meerdere meetpunten uit welke richting het signaal komt. “We plaatsen meerdere antennes rondom het puin, en zenden via een antenne in de rugzak van de rat een radiosignaal uit. De ontvangende antennes kijken vervolgens naar het sterkste signaal. Dat geeft het best de richting aan, omdat het onderweg minder obstakels is tegengekomen en dus minder door reflectie is afgebogen,” aldus Van Kasteren.

De software in de ontvanger kan vervolgens bepalen waar het signaal vandaan komt. Door de lijnen van alle ontvangende antennes te combineren, komt er een enkel punt uitrollen waar de rat zich moet bevinden. Hoe meer ontvangende antennes je plaatst, hoe nauwkeuriger de positiebepaling wordt.

Printplaat

Van Kasteren bouwde daarvoor een printplaat met hoogtemeter, antenne en GPS-module. Hij testte zijn ontwerp op het hockeyveld van de TU/e. Van Kasteren: “We hebben nu de printplaat ontworpen en getest in het open veld. De volgende stap is het toevoegen van puin om te kijken hoeveel verstoring er optreedt. We zijn er dus nog niet.”

Walkie-talkie

Jordans: “Hopelijk kunnen we nog meer studenten enthousiasmeren om verder te werken aan de antennemodules. Daarnaast willen we een soort walkie-talkie-functie toevoegen aan de rugzak, zodat de reddingswerker met het slachtoffer kan praten. Ook dat vergt nog flink wat uitzoekwerk, want de lage signaalsterkte vraagt om sterke audio-compressie. Ook daarvoor zoeken we studenten. Voor zowel stages als afstudeerprojecten.”

Inmiddels is het trainen van de ratten in het trainingscentrum van Apopo in Tanzania in volle gang. In een gebouw waar een rampscenario is nagebootst met puin moet de rat op zoek naar een vrijwilliger, zonder afgeleid te worden door een wasmand met gedragen kleding of een opengevallen koelkast vol voedsel.

Veel sneller dan een mens

Apopo werd in 1998 opgericht door twee studenten van de Universiteit van Antwerpen om explosieven op te sporen. Inmiddels hebben ze er al 130.000 gevonden. De rat controleert in 30 minuten een gebied ter grootte van een tennisveld, terwijl een goed getrainde ontmijner daar vier dagen over doet. Bijkomend voordeel: de ratjes lopen zelf geen gevaar, ze zijn namelijk te licht om de mijn te laten ontploffen.

Sinds 2007 zet de hulporganisatie de ratten ook in om tuberculose te ruiken. De diertjes wisten inmiddels 25.000 keer tuberculose te detecteren in 850.000 sputum monsters (opgehoest slijm uit de onderste luchtwegen) van mogelijk geïnfecteerde mensen in Afrikaanse landen. Het ratje controleert daarbij honderd monsters in twintig minuten, waar een onderzoeker met microscopie maar 25 monsters per dag kan verwerken.

Smokkelwaar

Nu is de hulporganisatie dus bezig met het opsporen van slachtoffers in rampgebieden, maar ook onder meer het zoeken naar smokkelwaar in containerterminals.