Mikrofale przejrzą ściany na wylot

Mikrofale przejrzą ściany na wylot

Naukowcy z Uniwersytetu Duke'a opracowali sposób prześwietlania ścian, bez wiedzy o tym, z czego są one wykonane, za pomocą wąskiego pasma częstotliwości mikrofalowych. Poza oczywistymi zastosowaniami w dziedzinie bezpieczeństwa, podejście to może doprowadzić do niedrogich urządzeń ułatwiających pracownikom budowlanym łatwe lokalizowanie rur i przewodów. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Optica.

"Większość technologii, które widzą przez ściany, wykorzystuje szeroką gamę częstotliwości, co czyni je drogimi" - powiedział Daniel Marks, profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej w Duke. "Nie mają też bardzo dobrej rozdzielczości, więc chociaż mogą być w porządku, gdy chodzi o osobę poruszającą się po drugiej stronie ściany, zawodzą całkowicie, jeśli chodzi o znalezienie cienkich przewodów".

Obecne podejścia zazwyczaj bazują również na wiedzy, z jakiego materiału pochodzi ściana, zanim spróbujemy ją przejrzeć. Pozwala to oprogramowaniu przewidzieć, w jaki sposób wpłynie ona na fale skanowania, tak aby mogła oddzielić echa i zniekształcenia od poszukiwanych obiektów bryłowych. W nowym artykule Marks i jego współpracownicy wykorzystują zamiast tego symetrię ściany.
Ponieważ ściany są zazwyczaj płaskie i jednolite we wszystkich kierunkach, zniekształcają fale w sposób symetryczny. "Napisaliśmy algorytm rozdzielający dane na części - jedną, która pokazuje okrągłą symetrię, i drugą, która tego nie robi" - wyjaśnił jeden z naukowców. "Dane, które nie mają żadnej symetrii, to to, co próbujemy zobaczyć."

Technika wykorzystuje tylko jedną częstotliwość do skanowania, ponieważ zmniejsza liczbę wzorów interferencji tworzonych przez ścianę, a emitery jednoczęstotliwościowe są znacznie tańsze niż szerokopasmowe.

Naukowcy zbudowali prototypowe urządzenie, aby zobaczyć, jak dobrze by ono działało. W swoim laboratorium skonstruowali kilka różnych rodzajów ścian, a następnie umieścili za nimi przedmioty, które robotnik mógłby chcieć znaleźć, takie jak ćwieki, przewody elektryczne, przewody i skrzynki przyłączeniowe. Patrząc na surowe dane po zeskanowaniu płyt gipsowo-kartonowych, trudno zauważyć coś innego niż metalową skrzynkę połączeniową, która ma cztery cale szerokości i dwa cale grubości. Ale po przeanalizowaniu danych i usunięciu symetrycznych wzorów, obrazy wyraźnie się rozjaśniają, a każdy poszczególny komponent jest łatwo rozpoznawany. "Wyobrażamy sobie połączenie tej techniki z systemem widzenia maszynowego, który ktoś może przesuwać po ścianie, aby zobaczyć, co jest w środku" - powiedział Marks. "Uważamy, że nasza technologia ma potencjał, aby wywrzeć wpływ na rynek."

(KB)