Ученые из Чикагского университета разработали систему, которая позволяет обнаруживать людей, находящихся за стеной. Все, что нужно для ее работы – смартфон и излучатель Wi-Fi в соседней комнате.
Карманный шпион
Инженеры Чикагского университета представили приложение для смартфона, которое обнаруживает человека через сплошную стену с помощью установленных в помещении источников Wi-Fi сигнала. Сначала система сканирует пространство для того, чтобы обнаружить источники радиоволн с частотой 2,4 или 5 гигагерц – роутеры, смартфоны, бытовую технику. Затем, изучив характер их отражения, программа выдает результат о наличии или отсутствии людей за стеной.
Отличительная особенность разработки – ее компактность и простота. Стать детектором может практически любое устройство, способное принимать Wi-Fi и оснащенное акселерометром, даже обычный мобильный телефон – достаточно просто установить на него необходимое ПО. После этого с помощью смартфона можно определить характер передвижений человека внутри соседнего помещения.
Принцип действия
Работа системы основана на эффекте Доплера: когда волна отражается от движущегося объекта, изменяется ее частота. Однако при попытке применить этот физический закон для отслеживания людей с помощью Wi-Fi возникает проблема: необходимо знать точное расположение источника беспроводного интернета. Ранние «шпионские» разработки использовали для решения этой задачи мощное специализированное оборудование, которое определяло точку, передающую радиоволны требуемой частоты. Инженеры Чикагского университета придерживаются другого подхода. Их метод состоит из двух этапов: локализации источников сигнала и наблюдения. Устройство, способное принимать Wi-Fi, при помощи приложения записывает мощность обнаруженных сигналов, а также получает данные акселерометра и отслеживает перемещение смартфона в пространстве. Достаточно просто пройтись несколько раз вдоль стены с активированной программой, чтобы собрать данные, позволяющие определить расположение источников беспроводного интернета.
После этого необходимо на некоторое время оставить телефон в неподвижном состоянии. Когда известно положение роутеров, устройству не составит труда определить движение в соседнем помещении.
Изменения Wi-Fi сигнала из-за движения человека
Эффективность метода зависит от количества приборов, излучающих Wi-Fi сигналы. В ходе экспериментов при наличии четырех таких аппаратов система в 0,19% случаев не смогла определить находящегося за стеной человека, а в 27% сигнализировала о наличии движения, хотя комната была пуста.
Исторический контекст
Идея использовать Wi-Fi для «просвечивания» помещений не нова – этот стандарт радиоволн применяется повсеместно, практически в любом здании можно найти излучатель. Первая система, основанная на эффекте Доплера, была создана инженерами из лондонского колледжа UCL еще в 2012 году. Однако для ее работы было необходимо специализированное оборудование.
Сгенерированный силуэт человека после анализа отраженных радиоволн
Позже, в 2015 году, появилось более продвинутое решение для обнаружения людей с помощью Wi-Fi. Его разработали исследователи из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института. Технология позволяет не только зафиксировать движение, но и получить примерное изображение находящихся за стеной объектов, определить у них наличие дыхания и сердцебиения. В некоторых случаях получилось даже распознать, что пишет человек на листе бумаги.