WRAL TechWire: Duke-forskare uppfinner sätt att se genom väggar
Publiceringsdatum:Från WRAL TechWire förbi Allan Maurer — 19 december 2017
DURHAM–Forskare vid Duke University har utarbetat ett sätt att se genom väggar med hjälp av ett smalt band av mikrovågsfrekvenser. Förutom att ha uppenbara tillämpningar inom säkerhetsområdet, kan tillvägagångssättet leda till billiga anordningar för att hjälpa byggnadsarbetare att enkelt hitta ledningar, rör och ledningar.
"De flesta tekniker som kan se genom väggar använder ett brett spektrum av frekvenser, vilket gör dem dyra", säger Daniel Marks, docent i el- och datorteknik vid Duke. "De har inte heller särskilt bra upplösning. Så även om de kan vara bra för att se en person röra sig på andra sidan en vägg, är de hemska för att hitta tunna ledningar eller ledningar.”
Nuvarande tillvägagångssätt bygger också vanligtvis på att veta vilket material väggen är gjord av innan man försöker se igenom den. Detta gör det möjligt för programvaran att förutsäga hur väggen kommer att påverka skanningsvågorna så att den kan separera ekon och distorsion från de fasta föremål som söks.
I en ny artikel drar Marks och hans kollegor David R. Smith, James B. Duke-professorn i elektro- och datorteknik och Okan Yurduseven, en postdoktor i elektro- och datorteknik vid Duke, istället fördel av en väggs symmetri.
Eftersom väggar i allmänhet är plana och enhetliga i alla riktningar, förvränger de vågor på ett symmetriskt sätt. Den nyligen beskrivna tekniken använder denna symmetri till sin fördel.
"Vi skrev en algoritm som separerar data i delar - en som visar cirkulär symmetri och en annan som inte gör det", förklarade Yurduseven. "Data som inte har någon symmetri är vad vi försöker se."
Tekniken använder bara en enda frekvens för att skanna eftersom den minskar antalet störningsmönster som skapas av väggen och enfrekvenssändare är mycket billigare än bredbandssändare. Att hålla sig till ett snävt intervall innebär också att en framtida enhet skulle vara lättare att rensa med Federal Communications Commission (FCC), eftersom det skulle vara lätt att undvika störningar av mikrovågsfrekvenser som är dedikerade till andra teknologier, såsom Wifi, mobiltelefontjänster och Bluetooth .
Forskarna byggde en prototypenhet för att se hur bra den skulle fungera. I sitt laboratorium byggde de ett par olika sorters väggar och placerade sedan föremål bakom dem som en arbetare kanske vill hitta, som reglar, elektriska ledningar, ledningar och kopplingsdosor.
"Vi föreställer oss att kombinera denna teknik med ett maskinseendesystem som någon kan flytta över en vägg för att se vad som finns inuti," sa Marks. "Vi tror att tekniken har prisnivån och känsligheten för att påverka marknaden."
Studien publicerades i tidskriften Optica den 5 december 2017.