據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》近日?qǐng)?bào)道，德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家研發(fā)出全息圖像處理技術(shù)，可用WiFi信號(hào)的微波輻射生成一個(gè)區(qū)域及區(qū)域內(nèi)的人和物的3D圖像。

WiFi信號(hào)就像是窺探用戶(hù)住所的一個(gè)窗口。研究人員表示，這一技術(shù)能生成建筑物的掃描，并追蹤到室內(nèi)的人，但它也能夠協(xié)助雪崩或地震后的人員搜救。

Friedenmann Reinhard與Philipp Holl兩位博士在科學(xué)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表的研究稱(chēng)，光學(xué)全息圖需要精湛的激光技術(shù)，而用WiFi發(fā)射器的微波輻射生成全息圖僅需要一個(gè)固定的天線(xiàn)和一個(gè)可移動(dòng)的天線(xiàn)。

Friedemann Reinhard博士是慕尼黑大學(xué)的埃米諾特研究小組沃爾特肖特基學(xué)院量子傳感器部門(mén)的主任，他說(shuō)，“有了這項(xiàng)技術(shù)，我們可以生成WiFi發(fā)射器周?chē)臻g的3D圖像，就好像我們的眼睛可以看到微波輻射一樣。”

通過(guò)微波輻射生成圖像需要大帶寬的、有特殊用途的發(fā)射器。頻段為2.4GHz和5GHz的小帶寬典型家用WiFi發(fā)射器足以讓研究人員來(lái)使用全息數(shù)據(jù)處理技術(shù)，甚至藍(lán)牙和手機(jī)信號(hào)也行得通。這些設(shè)備的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于幾厘米的空間分辨率。

Philipp Holl說(shuō)，“人們不再使用一個(gè)可移動(dòng)的天線(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地測(cè)量圖像，而是使用更多的天線(xiàn)來(lái)獲取像視頻一樣的圖像頻率。未來(lái)的WiFi頻率可能會(huì)達(dá)到60GHz IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，這將使分辨率精確到毫米。”

將微波全息圖當(dāng)作光學(xué)圖像來(lái)處理這一想法有可能將微波圖像和相機(jī)圖像結(jié)合起來(lái)。從微波圖像中提取的額外信息能夠被嵌入到一部智能手機(jī)的相機(jī)圖像中，用于追蹤與丟失物品相連的無(wú)線(xiàn)電標(biāo)簽。但科學(xué)家們才剛剛開(kāi)始研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。

盡管研究人員能預(yù)見(jiàn)到用于工業(yè)和營(yíng)救方面的技術(shù)，但他們也知道，如果這項(xiàng)技術(shù)被不當(dāng)利用，會(huì)侵犯到隱私安全。

慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)的科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新型的全息成像技術(shù)，描繪了一種利用Wi-Fi發(fā)射器的輻射產(chǎn)生的對(duì)周?chē)h(huán)境的三維圖像。當(dāng)這種信號(hào)通過(guò)生產(chǎn)空間時(shí)，工業(yè)設(shè)施操作員可以使用這個(gè)特性跟蹤對(duì)象。

就像通過(guò)一個(gè)窗口，全息圖投射一個(gè)看似立體的圖像。而光學(xué)全息圖需要復(fù)雜的激光技術(shù)，而產(chǎn)生一個(gè)Wi-Fi發(fā)射機(jī)發(fā)射的微波全息圖僅僅要求一個(gè)固定的天線(xiàn)和一個(gè)可移動(dòng)的天線(xiàn)，F(xiàn)riedenmann Reinhard博士和Philipp Holl博士在著名科學(xué)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上闡述了這項(xiàng)新型的技術(shù)。

“使用這種技術(shù)，我們可以利用Wi-Fi發(fā)射器實(shí)現(xiàn)三維空間圖像，就像我們的眼睛能看到的微波輻射，”Friedemann Reinhard說(shuō)，他是慕尼黑大學(xué)的埃米諾特研究小組沃爾特肖特基學(xué)院量子傳感器部門(mén)的主任。研究人員設(shè)想的部署領(lǐng)域，特別是在一些工業(yè)4.0行業(yè)領(lǐng)域，如自動(dòng)化的工業(yè)設(shè)施，本地化零件和設(shè)備中往往還是困難的。

允許微波輻射的本地化過(guò)程，甚至通過(guò)墻壁，通過(guò)探測(cè)信號(hào)模式的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)人的出現(xiàn)的這種技術(shù)已經(jīng)存在。而這里的創(chuàng)新是，整個(gè)空間可以通過(guò)Wi-Fi或手機(jī)信號(hào)實(shí)現(xiàn)全息處理成像。

“當(dāng)然，這會(huì)引發(fā)隱私問(wèn)題。畢竟，在某種程度上甚至加密信號(hào)也會(huì)傳輸環(huán)境圖像到外面的世界，”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Friedemann Reinhard說(shuō)。“然而，這種技術(shù)將來(lái)用于探測(cè)陌生的臥室或隱私也是不大可能的這是不大可能的。因?yàn)?，為此，你需要在建筑周?chē)紳M(mǎn)一個(gè)大的天線(xiàn)，而這幾乎不會(huì)被忽視。但是還有有更簡(jiǎn)單的方法可用。”

厘米量級(jí)分辨率

迄今為止，利用微波輻射產(chǎn)生圖像是需要用專(zhuān)用發(fā)射機(jī)且具需要大帶寬。利用全息數(shù)據(jù)處理，典型的家用Wi-Fi發(fā)射器在2.4和5 GHz頻段這種很小的帶寬就足夠研究人員的使用。甚至可以使用藍(lán)牙和手機(jī)信號(hào)。這些設(shè)備的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于幾厘米的空間分辨率。

“不是用一個(gè)移動(dòng)的天線(xiàn)，一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)地進(jìn)行測(cè)量，你可以采用更大的天線(xiàn)數(shù)量來(lái)獲取視頻圖像的頻率，”Philipp Holl說(shuō)，他進(jìn)行了具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。“未來(lái)Wi-Fi的頻率，如提出的60 GHz IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)將允許分辨率下降到毫米范圍內(nèi)。”

展望未來(lái)

眾所周知的光學(xué)方法的圖像處理也可以被部署在Wi-Fi全息成像技術(shù)上：一個(gè)例子是用于顯微鏡暗視野的方法，從而提高了弱衍射結(jié)構(gòu)的識(shí)別。另一個(gè)過(guò)程是白光全息，研究人員利用剩余的小帶寬的Wi-Fi發(fā)射機(jī)，以消除噪聲散射輻射。

處理微波全息圖的概念，如光學(xué)圖像，使微波圖像與相機(jī)圖像相結(jié)合。從微波圖像中提取的附加信息可以嵌入到智能手機(jī)的攝像機(jī)圖像中，例如跟蹤附加到丟失項(xiàng)目的無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽。

但科學(xué)家們覺(jué)著這項(xiàng)技術(shù)正處于技術(shù)發(fā)展的初期。例如，缺乏對(duì)特定材料透明度的研究。這方面的知識(shí)將有利于發(fā)展的油漆或墻紙半透明的微波隱私保護(hù)，而透明材料可以部署在工廠大廳，實(shí)現(xiàn)零件的跟蹤。

研究人員希望，這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將有助于在雪崩或倒塌的建筑物下重建遇難者位置信息。而傳統(tǒng)的方法只能讓受害者點(diǎn)定位、全息信號(hào)處理可以實(shí)現(xiàn)破壞結(jié)構(gòu)的空間表示，允許緊急救援人員避開(kāi)廢墟中的重物而利用廢墟的空間系統(tǒng)迅速直接地救援受害者。