RF-capture
RF-Capture – technologia i urządzenie, które pozwala śledzić położenie człowieka znajdującego się w innym pomieszczeniu, za ścianą w trzech wymiarach, opracowana i skonstruowana przez naukowców z MIT[1], w składzie: Fadela Adib, Chen-Yu Hsu, Hongzi Mao, Dina Katabi i Fredo Duranda.
Technologia wykorzystuje fale sygnału bezprzewodowego[2][3] zbliżonych do tych emitowanych przez standard WiFi 5 GHz i 5,9 GHz. RF-Capture do wykrycia sylwetki osoby zza ściany wykorzystuje refleks fal sieci bezprzewodowej odbijających się od ludzkiego ciała, które są analizowane, a następnie przetwarzane w obraz.
Zasada działania
edytujW pomieszczeniu znajduje się urządzenie emitujące fale sygnału bezprzewodowego o częstotliwości, która jest w stanie przenikać przez ścianę do drugiego pomieszczenia, fale te odbiją się od ludzkiego ciała i wracają do urządzenia, które rejestruje odbicia i przekazuje wyniki do oprogramowania. (patrz grafika 1) Sygnałem RF jest fala, której faza jest funkcją liniową przebytej odległości. Poprzez pobieranie próbek sygnału, możba odczytać zarówno amplitudę jak i fazę. Algorytm, który przez twórców został nazwany „coarse-to-fine” na podstawie odebranych fal tworzy model sylwetki osoby znajdującej się po drugiej stronie ściany. W przeciwieństwie do typowych technik obrazowania częstotliwości, takich jak: światło widzialne dla człowieka, promieniowanie rentgenowskie, fale terahercowe, RF-capture działa na niższych częstotliwościach pomiędzy 5,46 GHz i 7,24 GHz[4].
-
Grafika 1 -
Grafika 2 -
Grafika 3 -
Grafika 4
Zaletą pracy przy tych stosunkowo małych częstotliwościach radiowych jest przenikanie ścian oraz wykorzystanie tanich, masowo produkowanych komponentów. Promieniowanie emitowane przez urządzenie jest równe 1/10 000 promieniowania generowanego przez standardy sieci komórkowych. Pojedynczy obraz odbierany przez urządzenie nie jest idealny i składa się w głównej mierze z szumów i zniekształceń, jednak zanim zostanie wygenerowany obraz końcowy algorytm pozbywa się niepożądanych elementów poprzez serie zdjęć nakładanych na siebie i porównywanych, odróżniając elementy ruchome i nieruchome, gdyż nie tylko ludzkie ciało podatne jest na refleks fal bezprzewodowych (patrz grafika 3). Na finalnym obrazie tło - element statyczny przybiera kolor niebieski, a ciało człowieka jest przedstawione w kolorze żółtym i czerwonym. (patrz grafika 2)
System stworzony przez naukowców MIT dzięki zastosowaniu techniki uczenia maszynowego jest w stanie uczyć się sylwetek rejestrowanych osób, kataloguje je i rozpoznaje, która z wcześniej zarejestrowanych osób znajduje się aktualnie za ścianą oraz gdzie znajduje się konkretna część ciała (patrz grafika 2). Sprawność technologii pozwala z 90-procentową skutecznością odróżnić 15 osób za ścianą z dokładnością położenia kończyn do 1 cala oraz jest w stanie śledzić dłoń osoby piszącej w powietrzu (patrz grafika 4), a nawet badać wzorce oddechu i tętno osoby zza ściany.
Zastosowanie
edytujWedług twórców ich wynalazek będzie miał zastosowanie:
- w grach i w kinematografi, jako źródło przechwytywania obrazu
- w opiece nad dziećmi i osobami starszymi do monitorowania stanu zdrowia na podstawie pulsu i oddechu[5] - pomysł został przedstawiony prezydentowi Obamie w ramach „Demo Day” w Białym Domu[6],
- w urządzeniach codziennego użytku i inteligentnym domu do sterowania gestami
- w celach militarnych do minimalizacji niebezpieczeństw (na przykład podczas misji antyterrorystycznych).
Prototyp urządzenia
edytujPrototyp RF-Capture składa się z układu antenowego w kształcie litery T, a całkowita wielkość tablicy anteny jest równa 60 × 18 cm². Anteny są podłączone do transceivera - urządzenia posiadającego nadajnik i odbiornik, pełniącego rolę radaru działającego na zasadzie radaru CW. RF-Capture jest obsługiwane z poziomu komputera podłączonego za pomocą kabla USB (patrz grafika 1).
Przypisy
edytuj- ↑ RF-Capture: Capturing the Human Figure Through a Wall. [dostęp 2016-03-02]. (ang.).
- ↑ Widzenie-przez-sciany. [dostęp 2016-03-02]. (pol.).
- ↑ Wifi Networks Can Now Identify Who You Are Through Walls. [dostęp 2016-03-02]. (ang.).
- ↑ PAPER: F-Capture: Capturing the Human Figure Through a Wall [online] [dostęp 2016-03-02] (ang.).
- ↑ Team developing drones that scan and monitor crop health takes grand prize at 25th annual competition. [dostęp 2016-03-02]. (ang.).
- ↑ President Obama invites MIT entrepreneurs to give demo at the White House [online] [dostęp 2016-03-02] (ang.).