какое изобретение позволяет нам смотреть сквозь стены
Мой дом уже не крепость: технологии, позволяющие смотреть сквозь стены
Раньше техника, позволяющая следить за людьми сквозь стены, была доступна лишь государственным службам, да и то не всем. Сейчас, благодаря совершенствованию технологий и сопутствующему снижению цен, ситуация меняется.
В начале 2015 года в прессе с подачи USA Today прокатилась волна публикаций о ручном радаре Range-R, применяемом американской полицией и другими государственными службами. Этот аппарат позволяет «видеть сквозь стены». А если точнее, фиксировать движение внутри закрытых помещений. Чувствительность прибора такова, что он способен почувствовать даже дыхание человека, притаившегося где-то в глубине здания за несколькими перегородками.
Существование подобного устройства для многих журналистов, описывающих возможности Range-R, оказалось сюрпризом. Между тем такие радары уже давно массово выпускаются для нужд военных и спецслужб. Они применяются ФБР в операциях по освобождению заложников, пожарными при поиске людей в завалах, Службой федеральных маршалов, отлавливающей беглых преступников, и так далее.
Поэтому не будет удивительным, если завтра подобное оборудование возьмут на вооружение преступники. Следовательно, самое время присмотреться поподробнее к этой технике и ее возможностям.
Есть кто живой?
Категория устройств, к которым относится Range-R, получила название through-thewall sensors (TTWS). Как и большинство других радаров, они «подсвечивают» поле зрения радиоволнами, а потом регистрируют отраженное излучение.
Легко это сделать только в теории. На практике создателям TTWS приходится комбинировать в одном устройстве сразу множество технологий и продвинутых методов обработки данных. А операторам приборов — долго учиться интерпретировать их показания.
Большинство TTWS-радаров работают на частотах от 1 до 10 ГГц — излучение в этом диапазоне относительно неплохо проникает через стены (бетон, дерево, пластик, стекло). Чтобы в этом убедиться, просто посмотрите на обширный список Wi-Fi-сетей, переполняющих эфир в вашем доме или офисе.
Чем выше частота, тем хуже излучение проходит через стены. Но зато тем точнее с его помощью получается оценить размеры и расстояния до объектов. Кроме того, некоторые материалы избирательно поглощают радиоволны в каком-то узком диапазоне. Поэтому продвинутые сканеры обычно умеют перебирать частоту на ходу или использовать сразу широкий участок спектра.
Работа с короткими импульсами позволяет оценить расстояние до объекта по времени прохождения волны туда-обратно. А для регистрации движений используется эффект Доплера: отраженная от движущегося объекта волна чуть-чуть меняет частоту, и это позволяет, например, обнаружить незначительное перемещение грудной клетки при дыхании.
Конечно, у TTWS-устройств есть много ограничений. Самое главное — радиоволны не проникают через металл. Поэтому почувствовать человека в закрытом автомобильном кузове или в доме, обшитом алюминиевым сайдингом, никак не получится. Похожими свойствами обладает и вода, так что мокрый пористый бетон будет довольно эффективной защитой.
Да и вообще, толстый слой бетона или кирпичной кладки здорово ослабляет сигнал. При суммарной толщине стен, разделяющих радар и объект, больше 30 сантиметров разглядеть обычно уже ничего не получается.
Дальность действия большинства устройств составляет 15–20 метров, хотя приборы с большими антеннами и мощным питанием могут «бить» и метров на 70. Двигаться внутри дома может не только человек, но и собака, штора на сквозняке — далеко не всегда объекты удается однозначно различить. Особенно в условиях нехватки времени — стандартный замер занимает примерно минуту.
Большинство радаров выпускают в ручном исполнении. Во время работы их прислоняют к стене дома, чтобы исключить ошибки от тремора рук оператора. Однако бывают ситуации, когда к стене не очень-то и подойдешь, — некоторые модели крепятся на штативах, роботизированных платформах и даже дронах.
Самые простые TTWS просто показывают, есть кто живой (движущийся) в помещении или нет. Более сложные устройства определяют расстояние и направление на объект или объекты в двух или трех измерениях, строят приближенную схему помещения и так далее.
Экспериментальные решения обещают уже намного больше, по крайней мере в лабораторных условиях. Например, подвижная радарная система на базе Wi-Fi-модулей, смонтированная на паре роботов, позволяет создать план неизвестного помещения аж с двухсантиметровой погрешностью. Для серийных устройств это пока фантастика.
Как защититься: лучшая защита от «TTWS-прослушки» — экранированное помещение. Если у вас в доме хорошие толстые железобетонные перекрытия, то и делать ничего не нужно. В противном случае хороши алюминиевый сайдинг или металлизированные обои. Еще можно держать дома нескольких догов — серийные устройства больше трех целей пока не различают.
Этот (не)страшный терагерц
Если вы следите за научно-популярными новостями, то наверняка что-нибудь слышали о терагерцовых детекторах, которые и сквозь стены видят, и бомбы издалека чуют. Публикации подобного рода периодически появляются в Сети после очередного бодрого пресс-релиза какой-нибудь научной лаборатории, в который раз сообщившей о «значительном успехе на пути к…».
Мой дом уже не крепость: технологии, позволяющие смотреть сквозь стены #шпионаж #безопасность
На самом деле терагерцевые радары сегодня успешно прижились только в устройствах для досмотра пассажиров в аэропортах. В этой роли они прославились на публике благодаря способности «раздевать людей», то есть создавать довольно подробную картинку человеческого тела, скрытого под одеждой.
Большинство прочих применений «терагерца» (диапазон 300 ГГц — 10 ТГц) остаются пока в разделе «Научная фантастика». В реальности остается слишком много нерешенных проблем — от затухания сигнала на препятствиях до конструирования компактных источников излучения высокой мощности.
Еще одна городская легенда — заглядывающие через стены инфракрасные камеры. Вопреки распространенному мнению ничего подобного тепловые детекторы не умеют. Даже слой матового стекла или фанерная перегородка непрозрачны для инфракрасного детектора.
Как защититься: снять шапочку из фольги. Или, наоборот, надеть — по вкусу.
И какие вам видятся голоса?
Все, кто хоть раз смотрел фильмы про шпионов, знают, что разговор можно подслушивать издалека, через комнатное стекло. Под действием звуковых колебаний стекло вибрирует, и эти движения можно считывать лазером. В ответ придумали недорогие и эффективные «глушилки», которые крепятся на стекло и генерируют случайные помехи.
Современным шпионам жить становится проще. Они могут узнать содержание разговора в помещении, проанализировав беззвучную видеозапись со случайным фрагментом комнаты в кадре. Общий принцип работы здесь тот же, только в роли мембраны выступает любой восприимчивый к вибрациям объект внутри помещения — пакетик чипсов, поверхность воды в стакане или листья домашнего фикуса.
Стандартные оконные глушилки подобной «звукосъемке» не помешают. Правда, для того, чтобы расшифровать разговор, съемка должна проводиться специальной камерой — со скоростью записи несколько тысяч кадров в секунду (она должна быть выше, чем частота тона голоса).
Впрочем, скоростные камеры проникают в нашу жизнь быстро. Многие современные смартфоны уже умеют снимать видео с повышенной скоростью кадров, позволяющей извлекать ценную информацию (например, могут помочь идентифицировать личности участников разговора).
А в окно заглянуть в наше время совершенно не проблема — благо дроны с каждым днем становятся все дешевле и круче.
Как защититься: штора или жалюзи надежно закроют возможность «видеопрослушивания». Важно только, чтобы занавеска не могла сама выступить в качестве звуковой мембраны. Так что лучше выбирать что-нибудь потяжелее — или закрепить на шторе вышеупомянутую «глушилку».
Акустический взгляд: как звуковые волны позволяют «видеть» сквозь стены
Китайские учёные из Уханьского технологического университета создали прибор, который способен при помощи ультразвука обнаруживать человека и фиксировать положение его тела, даже если он находится за преградой вне зоны видимости. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters.
В военных и гражданских целях для обнаружения людей и наблюдения за ними часто используются радары-детекторы, которые при помощи электромагнитного излучения способны обнаруживать объекты вне зоны видимости, однако такие приборы не способны распознавать положение, в котором находится человек.
Для создания своей системы наблюдения специалисты из Китая решили использовать альтернативную среду — акустическую. Их устройство «видит», что делает человек, при помощи ультразвука.
«Возможности применения устройства будут расширяться по мере увеличения точности системы распознавания. Например, она может выполнять функции домашней медицинской сигнализации. Система способна определить, что человек упал у себя дома, и ему будет оперативно оказана помощь», — сказал разработчик акустического прибора доцент Уханьского технологического университета Синьхуа Гуо.
Прибор в виде акустической решётки оснащён 256 приёмниками и четырьмя ультразвуковыми передатчиками, которые включены в свёрточную нейросеть — самонастраиваемую систему анализа сигналов и определения объектов. Акустическая система работает на ультразвуковой частоте 40 кГц, которая позволяет игнорировать потенциальные шумовые помехи. В настоящее время она способна различать четыре статических и динамических состояния тела человека: положения стоя и сидя, а также ходьбу и падение.
Акустическая система является лучшим устройством обнаружения, чем радары-детекторы или системы видеонаблюдения, утверждают разработчики. Ультразвуковой прибор не ограничен углом обзора, для него не являются помехами слабое освещение, дым в помещении, а также не возникают проблемы с конфиденциальностью.
«В дальнейшем мы усовершенствуем систему распознавания положений человеческого тела, в том числе произвольно принимаемые позы, чтобы исключить возможные ошибки. Как известно, двигательные процессы человеческого тела довольно сложны. Люди могут по-разному передвигаться, принимать различные позы и падать. Мы планируем лучше изучить механику падения человека, чтобы достичь большей точности работы прибора», — говорит Синьхуа Гуо.
По его словам, в настоящее время разработчики исследуют возможность использования системы в различных устройствах для коммерческого и домашнего применения.
Учёные изобрели устройство, позволяющее видеть человека сквозь стену
Wi-Fi теперь можно использовать не только чтобы проверять электронную почту, но и чтобы видеть сквозь стены.
В опубликованном в интернете видеоролике демонстрируется устройство, способное распознать человеческий силуэт сквозь стену при помощи радиосигналов. Достаточно установить устройство за стеной, и оно сможет запечатлеть силуэт человека в соседней комнате. Как оно работает? Прибор посылает сигнал, который проникает сквозь стену и отражается от тела человека.
Устройство RF Capture позволяет отслеживать людей на расстоянии сквозь твёрдые преграды. Оно может определить, где человек стоит, кто он и в каком положении находится его тело. Прибор фиксирует силуэт человека и может определить такие параметры, как пульс и дыхание.
RT побеседовал с изобретателем устройства.
«Мы начали проводить исследования в 2012 году. Нам было любопытно, можно ли распознавать людей сквозь твёрдые преграды с помощью радиосигналов. Мы знаем, что они отражаются от человеческого тела, поэтому решили, что сможем воспользоваться этим свойством для наблюдения за перемещением людей, и надеялись получить что-то вроде рентгеновского зрения. Вначале мы лишь могли установить, находится человек за стеной или нет. Теперь прибор способен определить его точное местоположение. А совсем недавно мы смогли получить изображение его силуэта», — рассказала Дина Катаби историю создания устройства.
Но тогда возникает вопрос: что, если когда-нибудь эту технологию смогут применять во вред человеку? По словам Диины Катаби, этот проект ориентирован на использование только во благо общества, а кроме того, существуют способы защитить неприкосновенность частной жизни.
«Мы хотим создать продукт, который можно будет использовать во благо общества: например, в ситуации, когда крайне рискованно посылать пожарного внутрь здания, можно будет проверить, остались там люди или нет. Кроме того, прибор могут использовать медицинские работники. Например, если пациент страдает болезнью Альцгеймера и не покидает свой дом, мы даже можем зарегистрировать его дыхание и сердцебиение, не закрепляя на нем никаких датчиков. Мы всегда крайне предусмотрительны: мы зашифровываем все собранные данные и рабочую переписку. Кроме того, мы разработали способ блокировки нашего прибора. То есть человек, который не хочет, чтобы его отслеживали при помощи этой технологии, может её заблокировать», — прокомментировала Катаби.
Какое изобретение позволяет смотреть сквозь стены?
В названии статьи — вопрос из известной детской загадки с подвохом. Ее часто задают в школе: какое изобретение позволяет смотреть сквозь стены? Разгадка предельно проста, о ней немного далее в тексте (найдите ответ в этой статье)!
Есть более серьезные решения для такой сложной задачи. Существует ли способ сделать прозрачными стену, когда мы находимся перед плотной преградой из бетона, бревен и другого подобного материала? Израильскими изобретателями разработана революционная инновационная технология, которая позволяет видеть сквозь стены.
Огромная необходимость в таких решениях существует у военных, полицейских служб и спасателей. В процессе военных действий иметь в оснащении такой прибор иногда означает иметь единственный пусть к успеху операции. Осенью 1994 года израильские спецслужбы в ходе операции по освобождению плененного ХАМАС солдата Нахшона Вахсмана не смогли спасти его. Во время штурма он погиб. Если бы военные могли видеть, что происходило внутри дома, солдат мог бы выжить. Эта и еще сотни других антитеррористических привели к пониманию крайней необходимости разработки способа видеть сквозь стены в ситуациях уличного боя.
В ответ на этот вызов компания «Camero» создала радарную установку, работа которой основана на UWB (сверхширокополосной) технологии, которая способна формировать в динамике трехмерное изображение объектов, находящихся за стеной с расстояния до двадцати метров. Изображение, получаемое установкой несколько размытое, оно сходно со снимками УЗИ, но разрешение позволяет отслеживать происходящее за стеной.
«Компания возникла из неотложных оперативных нужд, — говорит исполнительный директор компании Аарон Аарон, — а не только из-за нужд армии. Когда требуется спасать людей из-под обрушившихся домов или при пожарах, важна каждая секунда. Спасателям часто приходится затрачивать немалые силы и массу времени для разбора завалов или рисковать собственной жизнью, бросаясь в огонь, даже если неизвестно, есть ли там люди».
Устойство работает с применением UWB-радиоволн, так как обычные радиоволны не обеспечивают достаточно четкого качества картинки. аспектам. Технология может использоваться на расстоянии до двадцати метров и не требует необходимости прикреплять прибор к стене, дает представление о форме и размерах, расположении объектов и их передвижении. Других аналогов, обеспечивающих такие показатели, в настоящее время нет.
«Camero» успешно продает свою продукцию по всему миру. Так, буквально в 2013 году фирма Камеро получила заказ на системы тактического видения через стены Хауег™ 400 от Министерства Внутренних дел России. Существует русскоязычный сайт данной фирмы.
Хауег™ выпускается в трех модификациях, различающихся размерами и другими параметрами: Хауег™ 200, Хауег™ 400, Хауег™ 800. На официальном сайте (camero-tech.ру) можно ознакомиться с их особенностями.
Общее описание прибора: Хауег™ — радарный прибор сбора данных, наблюдения и разведки с полностью трёхмерной визуализацией. Прибор специально предназначен для сбора в режиме реального времени критически важной для успеха задания точной информации относительно наличия живых и статических объектов, скрытых за сплошной стеной или иным препятствием, включая: наличие признаков жизни в помещении; количество людей и их расположение внутри помещения; определение направления движения целей; высоту и положение цели; общий план помещения, включая его размеры и основные элементы инфраструктуры.
В стеновизоре Хауег™ реализована суперсовременная системная архитектура, включающая наиболее продвинутые технологии. Этот уникальный многоканальный сверхширокополосный (СШП) импульсный радар с микросистемой энергогенерирования работает на очень широкой полосе передачи данных, благодаря чему достигается беспрецедентный уровень функционирования. Защищённые патентом алгоритмы позволяют прибору работать в загромождённом окружении, обеспечивая интуитивную картинку высокого качества. Простой в использовании пользовательский интерфейс и исключительная простота в транспортировке являются важнейшими характеристиками дизайна данного прибора.
Радарный прибор наблюдения Хауег™ на видео.
Ответ на загадку в названии статьи — это окно
Какое изобретение позволяет смотреть сквозь стены?
Невероятно, насколько далеко шагнула современная научная мысль. Мы теперь можем многое: коль захотим, даже за стены заглянем, не покидая при этом пространства той комнаты, в которой находимся. Порывшись, некоторое время, в разнообразных материалах, автор данной статьи «откопал» весьма занимательную информацию о том, что, оказывается, технические устройства, способствующие определению того, что находится вне поля прямой видимости, разрабатывались человечеством уже достаточно долгое время. Однако практически в прямом смысле этого выражения смотреть сквозь стены мы научились лишь только сейчас.
Одно из сообщений, не так давно появившихся в Интернете, гласит, что учёным из Университета штата Юта (США) удалось создать технологию, позволяющую определить, по крайней мере, графически описать то, что находится за определённой выбранной стеной. Кроме того, такая технологическая новинка позволяет отследить движение обнаруженного объекта, его скорость и направление.
Практически сходную по своему функциональному предназначению установку представили на всеобщее рассмотрение их коллеги из MIT Lincoln Laboratory. Этот аппарат несколько мощнее того, что предлагают специалисты из университета Юты. Он способен рассмотреть даже те предметы, которые находятся на определённом удалении (до 18 м) за «просвечиваемым» препятствием.
Практическая значимость изобретений, позволяющих видеть сквозь стены, заключается в том, что их можно использовать в военных целях, а также в случае необходимости поимки опасных преступников. Кроме того, «всевидящее» оборудование может быть задействовано и на объектах, посещение которых сопряжено с определёнными опасностями для жизни человека.
В то же самое время имеются некоторые ограничения по использованию техники с соответствующими технологическими возможностями, связанные со способностью стен пропускать сквозь себя те или иные сигналы. Чем выше такая способность, тем чётче будет интерпретируемый графический результат, выводимый на монитор компьютера.