Wetenschappers van de Technische Universiteit van München (TUM) hebben een holografisch beeldvormingsproces ontwikkeld dat de straling van een wifi-zender weergeeft om driedimensionale beelden van de omgeving te genereren. Exploitanten van industriële faciliteiten zouden dit kunnen gebruiken om objecten te volgen terwijl ze door de productiehal bewegen.

Net alsof je door een raam tuurt, hologrammen projecteren een schijnbaar driedimensionaal beeld. Terwijl optische hologrammen uitgebreide lasertechnologie vereisen, het genereren van hologrammen met de microgolfstraling van een Wi-Fi-zender vereist slechts één vaste en één beweegbare antenne, zoals Dr. Friedenmann Reinhard en Philipp Holl rapporteren in het huidige nummer van het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven .

"Door deze technologie te gebruiken, we een driedimensionaal beeld kunnen genereren van de ruimte rond de wifi-zender, alsof onze ogen microgolfstraling kunnen zien, " zegt Friedemann Reinhard, directeur van de Emmy Noether Research Group for Quantum Sensors aan het Walter Schottky Institute van de TU München. De onderzoekers stellen zich toepassingsgebieden voor met name in het domein van industrie 4.0 - geautomatiseerde industriële faciliteiten, waarbij het lokaliseren van onderdelen en apparaten vaak moeilijk is.

Wifi gaat door muren heen

Processen die de lokalisatie van microgolfstraling mogelijk maken, zelfs door muren of waarin veranderingen in een signaalpatroon duiden op de aanwezigheid van een reeds bestaande persoon. De nieuwigheid is dat een volledige ruimte kan worden afgebeeld via holografische verwerking van wifi- of mobiele telefoonsignalen.

"Natuurlijk, dit roept privacyvragen op. Ten slotte, tot op zekere hoogte zenden zelfs versleutelde signalen een beeld van hun omgeving naar de buitenwereld, " zegt de projectleider, Friedmann Reinhard. "Echter, het is eerder onwaarschijnlijk dat dit proces in de nabije toekomst zal worden gebruikt voor het zicht op buitenlandse slaapkamers. Daarom, je zou met een grote antenne door het gebouw moeten gaan, die nauwelijks onopgemerkt zouden blijven. Er zijn eenvoudiger manieren beschikbaar."

Precisie op centimeterschaal

tot nu toe, het genereren van beelden van microgolfstraling vereiste speciale zenders met grote bandbreedtes. Met behulp van holografische gegevensverwerking, de zeer kleine bandbreedtes van typische huishoudelijke wifi-zenders die in de 2,4 en 5 gigahertz-banden werken, waren voldoende voor de onderzoekers. Zelfs Bluetooth- en mobiele telefoonsignalen kunnen worden gebruikt. De golflengten van deze apparaten komen overeen met een ruimtelijke resolutie van enkele centimeters.

"In plaats van een beweegbare antenne te gebruiken, die het beeld punt voor punt meet, men kan een groter aantal antennes gebruiken om een ​​video-achtige beeldfrequentie te verkrijgen, " zegt Philipp Holl, die de experimenten uitvoerde. "Toekomstige wifi-frequenties, zoals de voorgestelde 60 gigahertz IEEE 802.11-standaard zal resoluties tot op de millimeter mogelijk maken."

Op zoek naar de toekomst

Bekende optische methoden voor beeldverwerking kunnen ook worden ingezet in Wi-Fi-holografie:een voorbeeld is de donkereveldmethodologie die wordt gebruikt in microscopie, wat de herkenning van zwak buigende structuren verbetert. Een ander proces is witlichtholografie, waarbij de onderzoekers de resterende kleine bandbreedte van de wifi-zender gebruiken om ruis van verstrooide straling te elimineren.

Het concept om microgolfhologrammen als optische beelden te behandelen, maakt het mogelijk om het microgolfbeeld te combineren met camerabeelden. De aanvullende informatie die uit de microgolfbeelden wordt gehaald, kan worden ingebed in het camerabeeld van een smartphone, bijvoorbeeld om een ​​radiolabel te traceren dat aan een verloren voorwerp is bevestigd.

Maar de wetenschappers staan ​​nog maar aan het begin van de technologische ontwikkeling. Bijvoorbeeld, onderzoek naar de transparantie van specifieke materialen ontbreekt. Deze kennis zou de ontwikkeling vergemakkelijken van verf of behang dat doorschijnend is voor microgolven voor privacybescherming, terwijl in fabriekshallen transparante materialen kunnen worden ingezet om onderdelen te kunnen volgen.

De onderzoekers hopen dat verdere vooruitgang van de technologie kan helpen bij het herstel van slachtoffers die zijn begraven onder een lawine of een ingestort gebouw. Terwijl conventionele methoden alleen puntlokalisatie van slachtoffers toestaan, holografische signaalverwerking zou een ruimtelijke weergave kunnen bieden van vernietigde structuren, waardoor eerstehulpverleners rond zware voorwerpen kunnen navigeren en holtes in het puin kunnen gebruiken om systematisch de gemakkelijkste aanpak te verduidelijken om slachtoffers snel te bereiken.