Wi-Vi як бачити крізь стіни і відстежувати переміщення людей за сигналом Wi-Fi, Комп’ютера
У фантастичних фільмах іноді показують установки, що дозволяють бачити людей за стінами та укриттями. Завдяки зусиллям фахівців Лабораторії штучного інтелекту Массачусетського технологічного інституту така можливість поступово стає реальністю. Не про тепловізорів і не про рентген. Визначити кількість людей у приміщенні за стіною або зачиненими дверима тепер допомагає звичайний Wi-Fi.
Можливість виявити людину за непрозорою перепоною завжди цікавила військових, служби спеціального призначення та рятувальників. Далі за всіх просунулася компанія Camero-Tech, представивши в останні роки кілька серійних варіантів такого обладнання.
Кожен із цих приладів працював за принципом радара. Зона, що вивчається, висвітлювалася електромагнітними хвилями тієї довжини, яка дозволяла проникати крізь перешкоди. За характером їх відображення судили про кількість об'єктів на шляху розповсюдження радіохвиль, їх швидкість і напрямок переміщення.
Такі методи вже застосовують спецслужби, але ще не дозволяють досягти бажаного результату. Прилади дорогі та складні, великогабаритні чи малоефективні. але головна проблема навіть у цьому. Малорухомий цілі (наприклад, заручників) так практично не видно, а сам факт радіотехнічної розвідки стає явним і може видати оперативну групу з головою. Звичайно, у демо-роликах все відбувається ідеально.
Професор кафедри електротехніки та комп'ютерних наук Діна Катабі (Dina Katabi) та її аспірант Фадел Адіб (Fadel Adib) пішли трохи іншим шляхом та наблизилися до вирішення однієї з двох ключових проблем. У створеному ними пристрої використовується широко поширений діапазон Wi-Fi, на слабке підвищення активностіякому навряд чи хтось відреагує.
У стандарті IEEE 802.11 виділяється чотирнадцять каналів із довжиною хвилі від 121 до 124 мм. Дециметровий діапазон і типова потужність до ста міліватів призводять до того, що якість зв'язку значною мірою залежить від наявності будь-яких перешкод на шляху розповсюдження сигналу. Помітний вплив надає переміщення людей, що й у разі.
Визначення кращого каналу утилітою Wi-Fi Analyzer (зображення: play.google.com)
У реальних умовах практично не трапляються суцільні стіни. Вони мають порожнечі, стики, технологічні отвори і штроби, тому слабкий сигнал Wi-Fi проходить навіть через перепони, які зовні здаються монолітними.
У пристрої Wi-Vi (абревіатура від Wireless Vision) малопотужний сигнал випромінюється у протифазі одночасно двома антенами. Відображення радіохвиль реєструються одним приймачем. Основна частка відбитків виникає від стін та інших нерухомих об'єктів усередині досліджуваного приміщення. Такі радіохвилі приходять одночасно і взаємно гасяться, а мінімальний шум, що залишився, відфільтровується програмним способом. У результаті враховуються тільки радіохвилі, що відбилися від об'єктів, що рухаються – людей.
Наведений ролик демонструє не лише можливість визначити присутність людей у зоні дії джерела сигналу Wi-Fi, а й дізнатися про напрямок їх руху. Коли людина віддаляється від розміщеного за стіною приладу, виникає доплерівське зміщення, змінюється кут відображення радіохвиль і графік йде вниз. Відповідно рух у напрямку антени викликає різкий підйом на графіці, а топтання дома відзначається слабкими сплесками у районі фонового рівня від статичного оточення.
Раніше подібних результатів вдавалося досягти лише за допомогою масивурознесених великою площею антен, індивідуальних приймачів кожної і складних алгоритмів обробки.
Прототип Wi-Vi використовує лише дві антени та один приймач, що в рази зменшує габарити та вартість приладу. За словами розробників, за допомогою першої версії пристрою можна відстежувати переміщення за стіною як окремих людей, так і групи чисельністю до трьох осіб.
Вперше технологія Wi-Vi була представлена на конференції SIGCOMM, що проходила в Гонконгу. Як приклади практичного використання доповідачами наводилися сценарії роботи пошуково-рятувальних команд, виявлення засідки співробітниками поліції, а також оцінка сил противника та пошук заручників антитерористичними підрозділами.
До схожої концепції дійшли минулого року і університетського коледжу Лондона. Створений там макет Wi-Fi-сканера примітний тим, що не видає самого факту проведення розвідки. Це пасивний пристрій, що аналізує зміну характеристик сигналу на частоті 2,4 ГГц від точок доступу Wi-Fi, що спочатку працюють.
Є у описаних технологій і зовсім інші потенційні сфери застосування. Наприклад, на їх основі можна створювати системи постійного підрахунку кількості людей у громадському місці та регулювати його роботу. З'являється можливість автоматично змінювати параметри роботи кліматичної системи та вентиляції, швидкість руху ескалаторів, частоту руху транспорту, своєчасно отримувати повідомлення про потребу в додатковому персоналі та застосовувати інші схеми адаптивного керування.