Analyse af Wi-Fi-data genererer 3D-billeder af nærområdet

Forskere ved det tekniske universitet i München (TUM) har udviklet en holografisk billeddannelsesproces, der skildrer strålingen fra en Wi-Fi-sender for at generere tredimensionelle billeder af det omgivende miljø. Industriel anlægsoperatører kunne bruge dette til at spore objekter, når de bevæger sig gennem produktionshallen.

Ligesom at kigge gennem et vindue, hologrammer projekterer et tilsyneladende tredimensionelt billede. Mens optiske hologrammer kræver omfattende laserteknologi, generering af hologrammer med mikrobølgestråling fra en Wi-Fi-sender kræver kun en fast og en bevægelig antenne, som Dr. Friedenmann Reinhard og Philipp Holl rapporterer i det aktuelle nummer af det anerkendte videnskabelige tidsskrift Fysisk gennemgangsbreve .

"Ved hjælp af denne teknologi, vi kan generere et tredimensionelt billede af rummet omkring Wi-Fi-senderen, som om vores øjne kunne se mikrobølgestråling, "siger Friedemann Reinhard, direktør for Emmy Noether Research Group for Quantum Sensors ved Walter Schottky Institute i TU München. Forskerne forestiller sig indsatsområder især inden for området 4.0 - automatiserede industrielle faciliteter, hvor lokalisering af dele og enheder ofte er svært.

Wi-Fi trænger ind i vægge

Processer, der tillader lokalisering af mikrobølgestråling, selv gennem vægge, eller hvor ændringer i et signalmønster betyder, at der allerede findes en persons tilstedeværelse. Nyheden er, at et helt rum kan afbildes via holografisk behandling af Wi-Fi- eller mobiltelefonsignaler.

"Selvfølgelig, dette rejser spørgsmål om privatlivets fred. Trods alt, til en vis grad overfører selv krypterede signaler et billede af deres omgivelser til omverdenen, "siger projektlederen, Friedemann Reinhard. "Imidlertid, det er ret usandsynligt, at denne proces vil blive brugt til udsigten til fremmede soveværelser i den nærmeste fremtid. For det, du skulle gå rundt i bygningen med en stor antenne, som næppe ville gå ubemærket hen. Der findes enklere måder. "

Centimeter-præcision

Hidtil, at generere billeder fra mikrobølgestråling krævede specielle formål med store båndbredder. Ved hjælp af holografisk databehandling, de meget små båndbredder af typiske husholdnings-Wi-Fi-sendere, der opererede i 2,4 og 5 gigahertz-båndene, var tilstrækkelige for forskerne. Selv Bluetooth- og mobiltelefonsignaler kan bruges. Bølgelængderne af disse enheder svarer til en rumlig opløsning på et par centimeter.

"I stedet for at bruge en bevægelig antenne, som måler billedet punkt for punkt, man kan bruge et større antal antenner til at opnå en video-lignende billedfrekvens, "siger Philipp Holl, der udførte eksperimenterne. "Fremtidige Wi-Fi-frekvenser, ligesom den foreslåede 60 gigahertz IEEE 802.11 -standard vil tillade opløsninger ned til millimeterområdet. "

Ser til fremtiden

Kendte optiske metoder til billedbehandling kan også implementeres i Wi-Fi-holografi:Et eksempel er den mørke feltmetode, der bruges i mikroskopi, hvilket forbedrer genkendelsen af ​​svagt diffrakterende strukturer. En yderligere proces er hvidlys-holografi, hvor forskerne bruger Wi-Fi-transmitterens resterende lille båndbredde til at eliminere støj fra spredt stråling.

Konceptet med behandling af mikrobølgehologrammer som optiske billeder gør det muligt at kombinere mikrobølgebilledet med kamerabilleder. De yderligere oplysninger, der hentes fra mikrobølgebillederne, kan integreres i kamerabilledet på en smartphone, for eksempel at spore et radiomærke knyttet til en tabt genstand.

Men forskerne er lige i begyndelsen af ​​den teknologiske udvikling. For eksempel, forskning om gennemsigtighed af specifikke materialer mangler. Denne viden ville lette udviklingen af ​​maling eller vægpapir, der er gennemskinneligt til mikrobølger for beskyttelse af fortrolige oplysninger, mens gennemsigtige materialer kunne indsættes i fabrikshaller for at tillade dele at spores.

Forskerne håber, at yderligere avancering af teknologien kan hjælpe med at genoprette ofre begravet under en lavine eller en kollapset bygning. Selvom konventionelle metoder kun tillader punktlokalisering af ofre, holografisk signalbehandling kunne tilvejebringe en rumlig gengivelse af ødelagte strukturer, tillade førstehjælpere at navigere rundt i tunge genstande og bruge hulrum i murbrokkerne for systematisk at belyse den letteste tilgang til hurtigt at nå ofre.