Wi-Fi роутеры научили видеть сквозь стены

Высокая доступность беспроводных сетей позволяет рассматривать их в контексте разных приложений. Например, ранее инженеры задействовали схему Wi-Fi для беспроводной передачи энергии и удаленной диагностики болезни Паркинсона. При этом гигагерцевое излучение обычных Wi-Fi роутеров не подходит для картографирования трехмерного пространства — с этой целью используются радарные техники с широким диапазоном длин волн. Прототипы радаров на базе гигагерцевого излучения, в свою очередь, требуют дополнительного оборудования: в 2015 году специалисты Массачусетского технологического института представили технологию RF Capture для мониторинга живых объектов за стенами.

В новой работе немецкие исследователи использовали стандартные Wi-Fi роутеры для организации системы голографии. Для этого авторы размещали Google Nexus S (частота 2,4 гигагерца) или TP-LINK Archer C20 (пять гигагерц) в режиме точки доступа на расстоянии 2,3 метра от принимающей антенны, которую перемещали в плоскости посредством тележки. Роутер выступал в качестве источника сигнала, «освещавшего» помещение. Также в комнате находилась стационарная антенна, которая выполняла функцию эталона при измерении сигнала. С помощью такой схемы ученым удалось визуализировать установленный перед точкой доступа металлический крест и трехмерную карту всего помещения.

Реконструировать структуру комнаты позволила регистрация многочисленных отражений сигнала от окружающих предметов, помимо записи сигнала, поступавшего на антенну-приемник. Последующее теоретическое моделирование также показало, что схожим образом можно восстановить обстановку более крупной площади, в том числе склада размером 20x17x12 метров с металлическими стеллажами. Причем роутер как источник «освещения» в этом случае может находиться за межэтажным перекрытием. К основным недостаткам метода авторы отнесли низкую скорость сканирования. Повысить ее (до десяти кадров в секунду) можно, заменив одну антенну двумерным массивом антенн, считают исследователи.

Подробности работы представлены в журнале Physical Review Letters.

Кроме гигагерцевого в настоящее время разрабатываются методы наблюдения скрытых объектов с помощью более высокочастотного терагерцевого излучения. Ключевым ограничением таких технологий остается отсутствие компактных источников сигнала. Осенью 2016 года физики из Японии продемонстрировали прототип миниатюрного терагерцевого датчика на основе углеродных нанотрубок. Несмотря на то, что прибор работал в «пассивном» режиме, он позволял выявлять скрытые дефекты на поверхности пластмассовых предметов, а в вакууме чувствительность сенсора возрастала втрое. По мнению авторов, посредством такого устройства можно проводить неинвазивную проверку лекарств или рентген.