Обычный Wi-Fi роутер поможет видеть сквозь стены
Физики из Технологического университета Мюнхена разработали метод получения трехмерных голограмм помещений, использующий обычные Wi-Fi роутеры. Ученые отмечают, что голограмму можно получить даже сквозь бетонное перекрытие. Сама методика может найти применение, например, для поиска меток в складских помещениях. В теории Wi-Fi голограмму можно получать со скоростью порядка 10 кадров в секунду, что позволяет увидеть динамические изменения в исследуемом помещении. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает Physics.
Традиционно для исследования трехмерного пространства используют радарные техники — они требуют достаточно широкого диапазона длин волн используемого радиоизлучения. Гигагерцовое излучение Wi-Fi роутеров наоборот, имеет очень узкий диапазон. Вместе с тем, оно повсеместно распространено. Ранее уже предпринимались попытки создания радаров на основе гигагерцового излучения, но все они требовали специального оборудования, например, узконаправленных Wi-Fi-антенн. С их помощью удавалось различить фигуры людей и металлические объекты (ноутбуки и так далее).
Авторы новой работы разработали систему голографии на основе стандартных Wi-Fi роутеров (TP-LINK Archer C20, пять гигагерц, и Google Nexus S, 2,4 гигагерца в режиме точки доступа). Сам роутер выступает в роли источника сигнала, «освещающего» помещение. На другом конце помещения (в 2,3 метра) ученые поместили антенну-приемник, которую с помощью тележки перемещали в плоскости. Кроме того, в помещении была неподвижная антенна, которая использовалась как стандарт при измерении сигнала. В такой постановке эксперимента ученым удалось визуализировать металлический крест, установленный перед роутером.
При анализе данных физики записывали не только сигнал, который приходил на считывающую антенну напрямую, но и многочисленные отражения этого сигнала от окружающих источник предметов. Это позволило восстановить полную трехмерную структуру помещения. Теоретическое моделирование показало, что аналогичным образом можно получить голограмму и более крупного помещения (склада с металлическими стеллажами 20×17×12 метров), даже если источник «освещения» — роутер — располагается за межэтажным перекрытием.
Главная проблема метода — небольшая скорость сканирования. Ее можно решить, используя вместо одной антенны двумерный массив антенн. Тогда, по оценкам авторов, скорость сканирования можно будет увеличить до 10 кадров в секунду с разрешением каждого кадра в один мегапиксель.
Часто для наблюдения объектов, скрытых от источника излучения используется более высокочастотное — терагерцовое излучение. С его помощью можно, например, «заглянуть» под изоляцию тросов. Однако главная проблема терагерцового излучения — отсутствие широко распространенных компактных источников и приемников.
Ученые научились «видеть» сквозь стены через Wi-Fi
Специалисты Университета Карнеги-Меллона (США) описали доступный способ наблюдения за людьми через физическое препятствие посредством Wi-Fi. Исследование было опубликовано в репозитории препринтов arxiv.
В материале говорится, что для того, чтобы следить за людьми сквозь стены, можно использовать обычный Wi-Fi-маршрутизатор и специально обученную нейросеть DensePose. Компьютерный алгоритм способен сопоставлять Wi-Fi-сигнал с координатами и создавать 3D-модель человека, находящегося за стеной.
По словам специалистов, найденный ими способ позволяет «видеть» не только расположение человека, но и его позу, а также наблюдать за ним в динамике. На изобретенную специалистами CMU технологию не вляет толщина стены и яркость освещения.
Ученые отметили, что при использовании их алгоритма Wi-Fi-маршрутизатор за 30 долларов может заменить лидар за 300 долларов, который также можно использовать для подобного рода наблюдений. По словам инженеров, описанная ими технология может применяться в медицине для контроля за пациентами с учетом соблюдения конфиденциальности.
В конце августа 2022 года австрийские ученые рассказали, что научились настраивать Wi-Fi-соединение таким образом, чтобы сигнал беспрепятственно проходил через стены. Чтобы стены смогли пропускать Wi-Fi-сигнал, специалисты нанесли на них особый материал.
Как ИИ превращает WiFi-маршрутизаторы в “Камеры”, которые могут видеть людей сквозь стены
С помощью ИИ исследователи смогли обнаружить движение человеческих тел в комнате с помощью маршрутизаторов Wi-Fi — даже сквозь стены. Исследователи из Университета Карнеги-Меллона перепрофилировали обычную технику, присутствующую практически в каждом доме, в функцию отслеживания. Используя маршрутизаторы Wi-Fi, они разработали метод обнаружения трехмерной формы и движений человеческих тел в комнате без использования камер или дорогостоящего оборудования LiDAR
«Мы считаем, что сигналы WiFi могут служить повсеместной заменой изображений RGB для восприятия человеком в определенных случаях. Освещение и окклюзия мало влияют на решения на основе Wi-Fi, используемые для мониторинга помещений. Кроме того, они защищают частную жизнь людей, а необходимое оборудование можно купить по разумной цене. На самом деле, в большинстве домохозяйств в развитых странах уже есть Wi-Fi дома, и эту технологию можно масштабировать для наблюдения за самочувствием пожилых людей или просто для выявления подозрительного поведения дома», — пишут авторы в своем исследовании, которое еще предстоит изучить. Официально рецензируется и доступен на сервере препринтов ArXiv . Команда использовала DensePose, систему для отображения всех пикселей на поверхности человеческого тела на фотографии, разработанную исследователями из лаборатории искусственного интеллекта Facebook и лондонской командой. Что делает DensePose действительно мощным, так это его способность идентифицировать более двух десятков ключевых точек и областей человеческого тела, таких как суставы и части тела, такие как руки, голова и туловище, позволяя ИИ описывать позу человека. Объединив это с глубокой нейронной сетью, они смогли сопоставить фазу и амплитуду сигналов WiFi, отправляемых и принимаемых маршрутизаторами, с координатами на теле человека.
Для своей демонстрации исследователи использовали три маршрутизатора WiFi за 30 долларов и три выровненных приемника, которые передают сигналы WiFI по стенам комнаты. Система отменяет статические объекты и фокусируется на сигналах, отраженных от движущихся объектов, восстанавливая позу человека на изображении, похожем на радар, даже если между маршрутизаторами и объектами есть стена. Такой подход может позволить стандартным Wi-Fi-маршрутизаторам видеть сквозь различные непрозрачные препятствия, включая гипсокартон, деревянные заборы и даже бетонные стены. Это не первая попытка исследователей «увидеть» людей сквозь стены. В 2013 году команда Массачусетского технологического института нашла способ использовать для этой цели сигналы сотового телефона, а в 2018 году другая команда Массачусетского технологического института использовала WiFi для обнаружения людей в другой комнате и преобразования их движений в фигурки из палочек. Однако новое исследование группы Карнеги-Меллона обеспечивает гораздо более высокое пространственное разрешение. Вы действительно можете увидеть, что делают люди, которые двигаются, глядя на их позы. Ранее другая команда в Карнеги-Меллон разработала систему камер, которая может «видеть звуковые колебания с такой точностью и детализацией, что может реконструировать музыку одного инструмента в группе или оркестре» без использования микрофонов. Исследователи считают, что сигналы Wi-Fi «могут служить повсеместной заменой» обычным RGB-камерам, ссылаясь на ряд преимуществ, включая повсеместное распространение таких устройств, их низкую стоимость и тот факт, что использование WiFi позволяет преодолеть такие препятствия, как плохое освещение и окклюзия. С которым сталкиваются объективы обычных камер. Они добавляют, что «подозрительное поведение» внутри домохозяйства можно обнаружить и пометить. Однако остается вопрос, что представляет собой «подозрительное поведение» в этом контексте? Поскольку такие компании, как Amazon, пытаются разместить дроны с камерами в наших домах, широкое использование обнаружения людей с помощью Wi-Fi вызывает опасения по поводу злоупотребления конфиденциальностью. Эта технология может оказаться обоюдоострым мечом, и крайне важно рассмотреть последствия, прежде чем она попадет на основной рынок. Источник: rumble.com