captcha image

A password will be e-mailed to you.

Naukowcy obiecują, że wystarczy zwykły router i telefon, aby otrzymać trójwymiarowy obraz tego, co znajduje się za ścianą. Na razie to tylko eksperyment sprawdzający samą ideę, ale efekty są bardzo obiecujące. A może groźne?

Aluminiowy krzyż ustawiony pomiędzy routerem a anteną odbiorczą został zrekonstruowany (mniejsze zdjęcie) z hologramu utworzonego przez sygnał Wi-Fi. (zdjęcie: Friedemann Reinhard/Philipp Holl / TUM)

„Fale radiowe przenikają przez ściany”. To oczywiste zdanie jest kluczem do eksperymentu, jaki przeprowadził Philipp Holl, 23-letni student fizyki na Technische Universität München. Wraz ze swoim mentorem Friedemannem Reinhardem wynalazł technikę pozwalającą patrzeć przez ściany.

Sam pomysł nie jest nowy. Zgodnie z wypowiedzią Holla, opublikowaną w magazynie naukowym Physics, badania z wykorzystaniem sieci Wi-Fi jako metody obrazowania „eksplodowały w ciągu ostatnich dwóch lat”. Jednak wszystkie dotychczasowe prace bazowały na zmodyfikowanych na potrzeby eksperymentów routerach, antenach i, co najistotniejsze, generowały tylko płaski obraz (2D) tego, co znajdowało się za przeszkodą.

W eksperymencie Holla i Reinharda było inaczej. Źródłem fal radiowych był zwykły router, jaki znajdziemy w każdym domu. Poza tym, naukowcy potraktowali informacje niesione przez sieć bezprzewodową jako hologram. Pozwoliło im to zobaczyć nie tylko kształt schowanego za ścianą obiektu, ale też i jego obraz w przestrzeni 3D.

Jak to możliwe

Zacznijmy od wyobrażenia sobie pokoju z odsłoniętym oknem. Jest w nim stolik, na stoliku stoi filiżanka kawy. Choć jest noc, z zewnątrz wszystko doskonale widać bo wnętrze oświetlane jest przez padające z lampki światło. Kiedy zasłonimy żaluzje w pokoju nic się nie zmieni, ale stojący na zewnątrz obserwator nic już nie zobaczy. Tak samo stanie się nawet kiedy nie zasłonimy okna, ale zgasimy światło.

Wróćmy do routera. Ma on na swojej obudowie co prawda mrugające diody LED, ale trudno je nazwać źródłem światła, które mogłoby zastąpić żarówkę. Zresztą i tak by to nic nie dało, gdyby był zamknięty na pawlaczu… Nie zmienia to jednak faktu, że router tak samo jak żarówka oświetla falami magnetycznymi wszystko to, co znajduje się w pomieszczeniu.

Każdy wie, że światło nie przebije się przez ścianę. Inaczej jest z falą radiową, jaką generuje router. Teraz trzeba ją tylko „złapać”. Z światłem nie ma problemu – wystarczy oko albo aparat cyfrowy. By zobaczyć pokój oświetlony przez sieć bezprzewodową potrzeba sprzętu i techniki wykorzystanych przez niemieckich badaczy.

Fala Wi-Fi jako hologram

Naukowcy z Monachijskiego Uniwersytetu Technicznego potraktowali powierzchnię tworzoną przez fale sieci Wi-Fi (równie dobrze może to być sygnał sieci komórkowej czy Bluetooth) jako hologram, czyli dwuwymiarowy zapis trójwymiarowego przedmiotów znajdujących się w pomieszczeniu*. W ich eksperymencie był to pokryty folią aluminiową krzyż.

Tak przeprowadzono eksperyment (zdjęcie: Friedemann Reinhard/Philipp Holl / TUM)

Aby odczytać hologram niesiony przez sieć Wi-Fi badacze skorzystali z dwóch anten odbiorczych. Jedna z nich pozostawała nieruchoma i pełniła rolę anteny referencyjnej. Druga była powoli przesuwana w płaszczyźnie XY i rejestrowała punkt po punkcie parametry sieci, tak by ich suma utworzyła pełen obraz.

Hall w wypowiedzi dla Buisiness Insidera stwierdził, że anteny nie muszą być duże, co może sugerować rysunek zamieszczony w pracy badawczej . „[Anteny] mogą być bardzo małe, podobnie do tych [wykorzystywanych] w smartfonie”– mówi Holl.

Obydwie anteny rejestrowały intensywność (czyli myśląc w kategoriach światła: jasność) sygnału Wi-Fi oraz jego fazę. Sygnał z obu anten trafiał do komputera i był porównywany przez działające w nim oprogramowanie analityczne. Wynikiem była seria dwuwymiarowych hologramów, które składały się w obraz 3D. Oznacza to, że badaczom udało się nie tylko zobaczyć płaski obraz jaki znamy z rodzinnych fotografii, ale też uchwycili na nich trzeci wymiar – głębie (Z).

Na razie to tylko pierwszy eksperyment. Hall poinformował, że dzięki tej metodzie raczej trudno będzie stwierdzić, że na stole stoi filiżanka. Powinno za to się udać rozróżnić kształt psa albo człowieka leżącego na kanapie. Badacz twierdzi, że da się zobaczyć każdy obiekt większy niż 4 centymetry.

Brzmi to obiecująco, ale trzeba wziąć pod uwagę, że eksperyment obrazowania przy pomocy sieci bezprzewodowej choć udany to odbył się bez udziału ściany, przez którą mają przenikać fale radiowe. Problemem może okazać się nawet nie ich grubość, ale materiały wykorzystane podczas budowy np. pręty zbrojeniowe, które mogą zamazać obraz.

Równie problematyczna może okazać się konieczność kłopotliwego przemieszczania anteny, by zobrazować interesującą nas płaszczyznę. Na to Philipp Hall ma jednak rozwiązanie – proponuje zastosowanie albo niewielkiej matrycy złożonej z wielu anten albo (np. na potrzeby skanowania wnętrz budynków) skorzystanie z drona, który wyposażony w jedną antenę szybko „zeskanuje” obiekt. Wystarczy popatrzeć na film, by zobaczyć, co ma na myśli młody naukowiec. Nam kojarzy się to z gigantycznym tomografem…

Autor przyszłość dla swojej metody obrazowania widzi w wykorzystaniu jej do nawigacji we wnętrzu budynków i poszukiwaniu ludzi zasypanych podczas trzęsień ziemi. Eksperyment pokazuje też, że każda sieć Wi-Fi przechodząca przez nasz dom może działać jak lampa, która zdeterminowanemu specjaliście może pokazać to, co ukryte za murami. A to już zaczyna być niepokojące…

Przykład “skanowania” budynku z wykorzystaniem obrazowania Wi-Fi. (zdjęcie: Friedemann Reinhard/Philipp Holl / TUM)

Źródła: praca badawcza opublikowana w Physical Review Letters oraz artykuły, które ukazały się w Business Insider,  Physics i informacja prasowa TUM.

* O tym, że fale jako takie (np. akustyczne) mogą tworzyć obrazy już pisaliśmy. Tu możecie zobaczyć, że możliwości są znacznie większe…

Czego u nas szukaliście?

2
Dodaj komentarz

avatar
 
2 Comment threads
0 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
2 Comment authors
Tomasz Dariusz NowickiDominik Kurek Recent comment authors

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

  Subscribe  
najnowszy najstarszy oceniany
Powiadom o
Dominik Kurek
Gość
Dominik Kurek

Wojeryści się ucieszą 🙂

Tomasz Dariusz Nowicki
Gość
Tomasz Dariusz Nowicki

Fale magnetyczne, zgroza…

Nie ma więcej wpisów