KR102382220B1 - 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치에 관한 것으로, 특히 폭발가스, 각종 유해가스가 발생할 수 있는 작업현장으로 이동이 가능하도록 캐리어 형태로 되고, 폭발가스 또는 유해가스검출시에 이를 현장의 작업자와 원격의 관리자에게 곧바로 경보함은 물론 사고발생시에 작업자에게 대피경로를 안내하며, 작업현장에서 의식이 없는 작업자에게 호흡을 위한 산소공급이 가능하도록 한 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치에 관한 것이다.

Description

캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치{Carrier type apparatus for the detecting and alarming the harmful gas}
본 발명은 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치에 관한 것으로, 특히 폭발가스, 각종 유해가스가 발생할 수 있는 작업현장으로 이동이 가능하도록 캐리어 형태로 되고, 폭발가스 또는 유해가스검출시에 이를 현장의 작업자와 원격의 관리자에게 곧바로 경보함은 물론 사고발생시에 작업자에게 대피경로를 안내하며, 작업현장에서 의식이 없는 작업자에게 호흡을 위한 산소공급이 가능하도록 한 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치에 관한 것이다.
건설 현장, 제철소, 각종 산업 현장에서는 폭발가스 또는 유해가스에 작업자가 노출된 상황이 많이 발생하며, 특히 밀폐된 환경하에서는 각종 유해가스에 의해 질식사고가 많이 발생하게 된다.
특히, 밀폐된 환경에서는 일산화탄소 또는 질산계열의 무색무위의 가스에 노출되는 경우에는 작업자가 이를 인지하지 못한 상태에서 질식하여 안전사고가 발생하게 되는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록특허 제10-2045277호(밴드를 이용한 탈부착형 산소농도 및 유해가스 경보장치)에서는 사용자의 팔에 밴드를 이용하여 탈부착이 가능하도록 한 산소농도 및 유해가스 경보장치를 제공하였다.
따라서, 작업 현장에서의 산소농도 및 유해가스에 이상이 발생하게 되면, 진동과 부저에 의해 작업자에게 알리게 된다.
그러나, 이러한 종래기술은 산소농도 및 유해가스가 비정상적일 때 작업자에게 경보를 발생하는 구조로서, 급박한 상황에서 작업자가 대피경로를 안내할 수 없게 되어 대피도중에 질식하는 사고가 발생할 수 있으며, 또한 질식하여 의식이 없는 상태에서는 구조될 시간까지 방치됨으로써 자칫 사망사고까지 이르게 되는 문제점이 있었다.
또한, 폭발가스가 존재하는 경우에는 작업자가 무의식 중에 용접 등에 의한 불꽃을 발생하게 되면 폭발사고가 발생하므로, 이를 미연에 작업자에게 경보하여 폭발사고를 예방할 수 있는 구조가 요구된다.
<선행기술문헌>
1. 등록특허 제10-2045277호
(밴드를 이용한 탈부착형 산소농도 및 유해가스 경보장치)
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 자가이동이 가능한 캐리어 형태로 되어, 작업현장으로 이동하면서 출구까지의 대피경로를 기억하고, 폭발가스 및 유해가스 발생시 이를 현장 작업자와 원격의 관리자에게 경보하여, 폭발가스가 발생할 때 작업자에게 화기사용을 금지하도록 경보함은 물론, 유해가스 발생시 저장된 대피경로에 의해 대피위치까지 자가이동하여 작업자를 안내하며, 의식없는 작업자의 얼굴에 산소를 분사하여 구조될 때까지 질식사고를 예방하도록 한 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치는,
상부가 개방된 함체 형태로 형성되고, 이동을 위한 바퀴가 구비되며, 손잡이가 구비된 본체;
상기 본체에 힌지로 결합되어 개방된 부위를 덮으면서 체결되는 커버;
상기 본체의 내부에는 배터리, 센서모듈, 제어부, 흡입팬, 배기팬이 구비되고, 상기 커버의 내측면에는 유해가스의 검출정보를 시각적 및 청각적으로 알리기 위한 LCD, 경광등, 고휘도 LED, 스피커, 전원버튼, 비상버튼으로 구성된 표시패널이 설치되며,
상기 제어부는 상기 전원버튼이 입력되면, 상기 흡입팬과 배기팬을 구동시켜 작업현장의 대기가 본체 내부로 흡입되도록 하고, 상기 센서모듈은 작업현장의 대기로부터 폭발가스 및 유해가스를 감지하여 그 감지된 값을 상기 제어부로 제공함으로써 상기 제어부는 그 감지된 값을 상기 LCD를 통하여 표시하고, 내부에 설정된 값을 비교하여 상기 경광등 및 고휘도 LED, 그리고 스피커를 통해 경보신호를 발생하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체에는 통신부가 구비되어 경보신호를 원격지로 무선송신하고, 원격지의 관리자로부터 무선전송되는 음성정보를 수신받으며, 제어부는 상기 음성정보를 상기 스피커로 출력시키도록 구성된다
또한, 상기 본체에는 카메라, 상기 바퀴를 동력으로 구동시키는 바퀴구동부, 상기 바퀴의 회전수를 감지하는 엔코더, 그리고 자이로센서가 더 구비되고, 상기 제어부는 카메라, 엔코더, 자이로센서에 의해 작업자가 상기 본체를 실내의 출입구로부터 작업장소까지 이동시키는 경로 데이터를 경로저장부에 저장하며, 상기 유해가스 감지시에 상기 저장된 경로 데이터에 의해 바퀴구동부를 제어함으로써 상기 본체가 이동하여 작업자를 출입구 쪽으로 안내하도록 구성된다.
그리고, 상기 본체의 내부에는 산소통이 구비되고, 상기 본체의 외측으로 초음파센서와 노즐이 더 구비되며, 상기 제어부는 상기 카메라에 의해 촬영된 영상이 영상인식부에 의해 인식되면, 그 인식된 정보에 의해 작업자를 추종하도록 바퀴구동부를 제어함과 아울러, 센서모듈에 의해 유해가스가 감지되고, 카메라에 의해 촬영된 영상이 영상인식부에 의해 인식되어 작업자가 의식이 없다고 판단되면, 상기 바퀴구동부를 제어하여 본체를 작업자의 얼굴부위로 이동시킨 다음 초음파센서로부터 감지된 정보에 의해 작업자의 얼굴부위로부터 일정거리 이격된 상태에서 상기 산소통의 밸브를 개방시켜 노즐을 통해 분사함으로써 작업자에게 호흡을 위한 산소를 공급하도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 본체를 작업현장으로 이동시켜 작업현장의 폭발가스 및 유해가스를 감지함으로써 작업자에게 즉각 경보함은 물론, 폭발가스 또는 유해가스의 누출시에 신속히 이동 경로 데이터에 의해 작업자를 대피공간까지 안내함으로써 신속한 대피가 가능하도록 하여 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 폭발가스 또는 유해가스에 의해 작업자가 의식이 없을 때 작업자의 얼국부위를 향하여 산소를 공급함으로써 구조가 이루어질 때까지 생존이 가능하도록 하여 질식사고 등에 따른 생존성을 높인 장점이 있다.
도1 및 도2는 본 발명의 외관 구조도.
도3은 본 발명의 내부 구조를 보인 도.
도4는 본 발명이 동작하기 위한 시스템 블럭도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.
또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다.
따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도1 및 도2는 본 발명의 외관 구조도이고, 도3은 본 발명의 내부 구조를 보인 도이며, 도4는 본 발명이 동작하기 위한 시스템 블럭도이다.
본 발명에 의한 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치는, 도1에서와 같이 이동이 가능한 캐리어 형태로 되어 있는데, 상부가 개방된 함체 형태의 본체(100)에는 힌지(300)를 매개로 하여 커버(200)가 설치됨으로써 도2에서와 같이 상기 본체(100)의 개방된 상측부위를 개방하거나 폐쇄시키게 된다.
이러한, 본체(100)와 커버(200)는 내열성과, 내충격, 방수, 방진 등의 기능을 가지는 재질로 형성되며, 하측에는 이동을 위한 바퀴(120)가 구비되어 있다.
상기 바퀴(120)는 동력에 의해 구동되어 자력을 이동이 가능하도록 하며, 작업자에 의해 이동되기 위한 손잡이(101)도 갖추고 있다.
상기 본체(100)의 내부에는 제어부(160), 센서모듈(150), 배터리(140), 흡입팬(170), 배기팬(180)이 장착되는데, 상기 센서모듈(150)은 산소, 황화수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄가스 등을 감지할 수 있는 복합센서로 구성된다.
상기 흡입팬(170)은 작업현장의 대기를 본체(100)의 내부로 흡입하고, 배기팬(180)은 흡입된 대기를 외부로 배출함으로써 대기의 흐름이 발생하도록 하는데, 바람직하게는 흡입팬(170)과 배기팬(180)은 튜브 등에 형성된 흡배기 경로에 위치하고, 센서모듈(150)도 흡배기 경로상에 위치하여 실시간으로 대기의 환경을 측정할 수 있도록 한다.
또한, 본체(100)의 내부에는 바퀴구동부(130)가 구비되어 있어서, 상기 바퀴(120)를 동력에 의해 구동시킴으로써 배터리(140)로부터 공급되는 동력과 제어부(160)의 제어에 의해 본체(100)가 자력으로 이동되도록 한다.
이러한 바퀴구동부(130)는 모터, 엔코더(121)를 포함하고, 본체(100)의 내부에는 자이로센서(162)가 구비됨으로써 실내의 출입구로부터 작업현장까지의 이동 경로를 파악하여 저장하여 놓게 된다.
상기 본체(100)의 외측에는 주변환경을 촬영하기 위한 카메라(200)와, 거리측정을 위한 초음파 센서(110)가 구비되고, 아울러 밸브(210)와 노즐(220)을 구비한 산소통(190)이 장착되어 있는데, 상기 노즐(192)은 본체(100)의 전면부위로 노출되어 장착된다.
상기 커버(200)의 내측면에는 표시패널(210)이 장착되는데, 이러한 표시패널(210)에는 센서모듈(150)에 의해 감지되는 폭발가스 및 유해가스의 농도 등을 표시하는 LCD(220), 경보신호를 시각적으로 알리기 위한 경광등(230), 경보신호 및 작업자의 대피를 위한 이동 경로를 안내하기 위한 고휘도 LED(240), 경보신호를 청각적으로 알림과 아울러 원격지의 관리자로부터의 음성을 출력하는 스피커(250), 그리고 전원버튼(260)과 비상버튼(270)이 구비되어 있다.
이렇게 구성된 본 발명을 이동모드, 경보모드, 작업자 대피 안내모드, 작업자 구조모드로 구분하여 설명한다.
1. 이동모드
작업자가 실내의 작업공간으로 이동할 때 이동경로를 파악하여 저장하는 모드로서, 작업자가 실내의 출입구에서 커버(200)를 열고 전원버튼(260)을 입력한 다음 손잡이(101)에 의해 본체를 이동시켜 작업공간으로 이동하게 되면, 컨트롤러(161)는 엔코더(121)에 의해 바퀴(120)의 회전수 즉 거리를 측정하고, 자이로센서(162)에 의해 이동방위를 확인하여, 이동경로를 파악한 다음 경로저장부(164)에 저장하게 된다.
이렇게 이동경로를 파악하는 도중 즉, 본체를 작업공간으로 이동하는 도중에 컨트롤러(161)는 흡입팬(170)과 배기팬(180)을 구동시키고, 동시에 센서모듈(150)로부터 감지된 폭발가스 및 유해가스 농도를 확인하여 LCD(220)를 통해 실시간으로 표시하며, 이동중에 폭발가스가 감지되거나 유해가스 농도가 설정된 값을 넘어서면, 즉시 경광등(230)과 스피커(250)를 통해 경보상황을 작업자에게 알림과 아울러 고휘도 LED(240)를 점등시키게 된다.
즉, 작업공간에 도착하기 전에 폭발가스 및 유해가스에 의한 비상상황을 작업자에게 알림으로써 신속히 대피가 가능하도록 하고, 컨트롤러(161)는 경로저장부(164)에 현재까지 저장된 이동 경로 데이터를 읽어 들여서 상기 바퀴구동부(130)를 제어하여 출입구쪽으로 작업자를 안내하여 대피가 가능하도록 한다.
작업자는 대피하면서 고휘도 LED(240)에 의한 불빛을 보면서 자력으로 이동하는 본체(100)를 따라서 신속한 대피가 가능하게 된다.
실내의 구조가 미로처럼 복잡하거나 또는 분진, 연기 등에 의해 대피 경로를 확인할 수 없을 때, 본체(100)가 작업자를 저장된 이동경로 데이터에 의해 대피가 가능하도록 안전한 출입구까지 안내할 수 있게 되는 것이다.
아울러, 컨트롤러(161)는 통신부(165)를 통하여 무선으로 원격지의 관리자에게 현장상황에 대한 데이터 즉, 폭발가스 및 유해가스 농도, 작업자가 대피중임을 알리게 됨으로써 신속한 방재가 이루어질 수 있도록 한다.
2. 경보모드
상기의 이동모드에 의해 작업자가 본체(100)를 작업공간까지 이동시키게 되면, 컨트롤러(161)는 그 이동경로를 파악하여 경로저장부(164)에 저장하고, 작업공간의 대기를 센서모듈(150)에 의해 감지하여 LCD(220)를 통해 표시하며, 카메라(200)를 구동시켜 작업공간의 주변환경을 촬영하게 된다.
이렇게 촬영된 주변환경에 대한 영상은 영상인식부(166)로 입력되어 공지의 영상인식기술에 의해 작업자의 위치가 인식되는데, 컨트롤러(161)는 그 인식된 작업자를 추종하도록 바퀴구동부(130)를 제어하게 되고, 또한 초음파 센서(110)에 의해 본체(100)가 작업자로부터 일정거리 이격된 상태로 위치하면서 추종하도록 한다.
즉, 작업자에 부근에 본체(100)가 위치하도록 함으로써 각종 정보를 작업자가 정확히 인지하도록 하는 것이다.
작업자를 추종하는 기술은 공지의 기술을 이용할 수 있는데, 예를 들면 공개특허 제10-2016-0077531호(추종로봇 및 그 제어방법)를 들 수 있다.
아울러, 컨트롤러(161)는 센서모듈(150)로부터 감지된 주변대기의 폭발가스 및 유해가스 농도를 확인하여 LCD(220)를 통해 실시간으로 표시하며, 폭발가스가 감지되거나 유해가스 농도가 설정된 값을 넘어서면, 즉시 경광등(230)과 스피커(250)를 통해 경보상황을 작업자에게 알림과 아울러 고휘도 LED(240)를 점등시키게 된다.
또한, 폭발가스가 소량이라도 감지되면, 컨트롤러(161)는 음성저장부(163)에 저장된 음성 정보 예를들면 '폭발의 위험이 있으므로 화기사용을 금지하세요'라는 음성 정보를 상기 스피커(250)를 통해 작업자에게 경보함으로써 폭발사고의 위험을 낮추도록 한다.
3. 작업자 대피 안내모드
상기 경보모드에 의해 작업현장에 경보를 발생하게 되면, 컨트롤러(161)는 경로저장부(164)에 저장된 이동경로를 따라 안전한 대피장소인 출입구까지 작업자를 안내하면서 이동하게 되어 신속한 대피가 가능하도록 한다.
물론, 카메라(200)의 의해 촬영된 영상으로부터 작업자의 움직임이 있다고 판단된 경우에만 작압자 대피 안내모드를 수행하여, 작업현장의 경보상황을 통신부(165)를 통해 원격지의 관리자에게 통보하게 된다.
작업자의 움직임을 판단하는 기술은 공지의 기술을 이용할 수 있는데, 예를 들면 공개특허 제10-2020-0056602호(객체 움직임 인식 방법 및 장치)를 들 수 있다.
4. 작업자 구조모드
상기 작업자 대피 안내모드를 수행할 때 카메라(200)에 의해 촬영된 영상으로부터 작업자의 움직임이 인식되지 않은 경우에는 작업자가 질식하여 의식이 없는 상태에서 쓰러져 있는 경우가 될 수 있어서, 작업현장에 구조를 위한 인력이 도착할 때까지 작업자의 질식상태를 해소하는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 카메라(200)로부터 촬영된 영상으로부터 영상인식부(166)는 쓰러져 있는 작업자의 얼굴을 인식하고, 그 인식된 정보에 의해 컨트롤러(161)는 산소통(190)의 노즐(192)이 작업자의 얼굴부위에 위치하도록 바퀴구동부(130)를 제어하여 본체(100)를 이동시키게 되는데, 초음파 센서(110)에 의해 감지된 값에 의해 노즐(192)이 작업자의 얼굴부위로부터 일정거리 이격된 위치로 본체(100)를 이동시키게 된다.
즉, 산소통(190)의 산소를 작업자의 얼굴에 근접하여 분사하는 경우에 자칫 과호흡에 의한 질식을 유발할 수 있으므로, 노즐(192)이 일정거리 이격한 거리에 위치하도록 한 다음 컨트롤러(161)는 밸브(191)를 개방하여 산소를 작업자에게 공급하게 된다.
작업자의 얼굴인식 기술은 공지의 기술을 이용할 수 있는데, 예를 들면 등록특허 제10-1748048호(얼굴인식을 위한 판별분석 기반의 결합 특징 센성장치 및 방법), 공개특허 제10-2015-0117975호(얼굴인식장치 및 그 동작방법) 등을 들 수 있다.
또한, 작업자가 다른 이유에 의해 비상버튼(270)을 누르게 되면, 컨트롤러(161)를 비상신호를 통신부(165)에 의해 원격지의 관리자를 무선호출하고, 이후 작업자가 의식이 없이 쓰러진다면, 상기에서와 같이 산소를 공급함은 물론, 원격지의 관리자로부터 작업자를 호출하는 음성을 통신부(165)가 수신받아 스피커(250)를 통하여 출력할 수 있도록 한다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100 : 본체 101 : 손잡이
110 : 초음파 센서
120 : 바퀴 130 : 바퀴구동부
140 : 배터리 150 : 센서모듈
160 : 제어부 161 : 컨트롤러
162 : 자이로센서 163 : 음성저장부
164 : 경로저장부 165 : 통신부
166 : 영상인식부 170 : 흡입팬
180 : 배기팬 190 : 산소통
191 : 밸브 192 : 노즐
200 : 커버 210 : 표시패널
220 : LCD 230 : 경광등
240 : 고휘도 LED 250 : 스피커
260 : 전원버튼 270 : 비상버튼

Claims (4)

  1. 상부가 개방된 함체 형태로 형성되고, 이동을 위한 바퀴가 구비되며, 손잡이가 구비된 본체;
    상기 본체에 힌지로 결합되어 개방된 부위를 덮으면서 체결되는 커버;
    상기 본체의 내부에는 배터리, 센서모듈, 제어부, 흡입팬, 배기팬이 구비되고, 상기 커버의 내측면에는 유해가스의 검출정보를 시각적 및 청각적으로 알리기 위한 LCD, 경광등, 고휘도 LED, 스피커, 전원버튼, 비상버튼으로 구성된 표시패널이 설치되며,
    상기 제어부는 상기 전원버튼이 입력되면, 상기 흡입팬과 배기팬을 구동시켜 작업현장의 대기가 본체 내부로 흡입되도록 하고, 상기 센서모듈은 작업현장의 대기로부터 폭발가스 및 유해가스를 감지하여 그 감지된 값을 상기 제어부로 제공함으로써 상기 제어부는 그 감지된 값을 상기 LCD를 통하여 표시하고, 내부에 설정된 값을 비교하여 상기 경광등 및 고휘도 LED, 그리고 스피커를 통해 경보신호를 발생하도록 구성되며,
    상기 본체에는 카메라, 상기 바퀴를 동력으로 구동시키는 바퀴구동부, 상기 바퀴의 회전수를 감지하는 엔코더, 그리고 자이로센서가 더 구비되고, 상기 제어부는 카메라, 엔코더, 자이로센서에 의해 작업자가 상기 본체를 실내의 출입구로부터 작업장소까지 이동시키는 경로 데이터를 경로저장부에 저장하며, 상기 유해가스 감지시에 상기 저장된 경로 데이터에 의해 바퀴구동부를 제어함으로써 상기 본체가 이동하여 작업자를 출입구 쪽으로 안내하도록 구성되며,
    상기 본체의 내부에는 산소통이 구비되고, 상기 본체의 외측으로 초음파센서와 노즐이 더 구비되며, 상기 제어부는 상기 카메라에 의해 촬영된 영상이 영상인식부에 의해 인식되면, 그 인식된 정보에 의해 작업자를 추종하도록 상기 바퀴구동부를 제어함과 아울러, 센서모듈에 의해 유해가스가 감지되고, 카메라에 의해 촬영된 영상이 영상인식부에 의해 인식되어 작업자가 의식이 없다고 판단되면, 상기 바퀴구동부를 제어하여 본체를 작업자의 얼굴부위로 이동시킨 다음 초음파센서로부터 감지된 정보에 의해 작업자의 얼굴부위로부터 일정거리 이격된 상태에서 상기 산소통의 밸브를 개방시켜 노즐을 통해 분사함으로써 작업자에게 호흡을 위한 산소를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체에는 통신부가 구비되어 경보신호를 원격지로 무선송신하고, 원격지의 관리자로부터 무선전송되는 음성정보를 수신받으며, 제어부는 상기 음성정보를 상기 스피커로 출력시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 캐리어형 유해가스 검출 및 경보장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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