Onderzoekers van Duke University hebben een manier bedacht om door muren te kijken met behulp van een smalle band van microgolffrequenties zonder enige voorafgaande kennis van waaruit de muren zijn gemaakt. Naast voor de hand liggende toepassingen op het gebied van beveiliging, de aanpak zou kunnen leiden tot goedkope apparaten waarmee bouwvakkers gemakkelijk leidingen kunnen lokaliseren, buizen en draden.

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift optiek op 5 december 2017.

"De meeste technologieën die door muren kunnen kijken, gebruiken een breed scala aan frequenties, wat ze duur maakt, " zei Daniël Marks, universitair hoofddocent elektrotechniek en computertechniek bij Duke. "Ze hebben ook geen erg goede resolutie. Dus hoewel ze misschien goed zijn om iemand aan de andere kant van een muur te zien bewegen, ze zijn verschrikkelijk voor het vinden van dunne leidingen of draden."

Huidige benaderingen zijn meestal ook afhankelijk van het weten van welk materiaal de muur is gemaakt voordat je er doorheen probeert te kijken. Hierdoor kan de software voorspellen hoe de muur de scangolven zal beïnvloeden, zodat het de echo's en vervormingen kan scheiden van de vaste objecten waarnaar wordt gezocht.

In de nieuwe krant Marks en zijn collega's David R. Smith, de James B. Duke hoogleraar elektrische en computertechniek, en Okan Yurduseven, een postdoctoraal onderzoeker in elektrotechniek en computertechniek aan Duke, profiteer in plaats daarvan van de symmetrie van een muur.

Omdat muren over het algemeen vlak en uniform zijn in alle richtingen, ze vervormen golven op een symmetrische manier. De nieuw beschreven technologie gebruikt deze symmetrie in haar voordeel.

"We hebben een algoritme geschreven dat de gegevens in delen scheidt - een die cirkelvormige symmetrie vertoont en een andere die dat niet doet, " legde Yurduseven uit. "De gegevens die geen symmetrie hebben, is wat we proberen te zien."

De techniek gebruikt slechts een enkele frequentie om te scannen omdat het het aantal interferentiepatronen vermindert dat door de muur wordt gecreëerd en zenders met één frequentie veel goedkoper zijn dan breedbandzenders. Vasthouden aan een smal bereik betekent ook dat een toekomstig apparaat gemakkelijker kan worden gewist met de Federal Communications Commission (FCC), aangezien het gemakkelijk zou zijn om interferentie met microgolffrequenties die aan andere technologieën zijn gewijd, te vermijden, zoals wifi, mobiele telefoonservice en Bluetooth.

De onderzoekers bouwden een prototype-apparaat om te zien hoe goed het zou werken. In hun laboratorium, ze bouwden een aantal verschillende soorten muren en plaatsten er objecten achter die een arbeider misschien zou willen vinden, zoals studs, elektrische leidingen, draden en aansluitdozen.

Kijkend naar de onbewerkte gegevens na het scannen door gipskarton, het is moeilijk om iets anders te onderscheiden dan een metalen aansluitdoos, die 4 inch breed en 2 inch dik is. Maar na het analyseren van de gegevens en het verwijderen van de symmetrische patronen, de foto's duidelijk duidelijk, en elk afzonderlijk onderdeel is gemakkelijk te herkennen.

"We stellen ons voor deze techniek te combineren met een machine vision-systeem dat iemand over een muur kan bewegen om te zien wat erin zit, "zei Marks. "We denken dat de technologie de prijs en gevoeligheid heeft om een ​​impact op de markt te hebben."