Analyse von Wireless-Daten liefert dreidimensionale Bilder
Holografie mit dem WLAN-Router
Wissenschaftler der TU München haben ein holografisches Abbildungsverfahren entwickelt, das die Strahlung eines WLAN-Senders analysiert und daraus dreidimensionale Bilder der Umgebung erzeugt. Einsetzbar wäre das Verfahren gut im Sinne von Industrie 4.0: Betreiber von Industrieanlagen können dann automatisiert Objekte auf dem Weg durch die Werkhalle verfolgen.
Bild: TU Technische Universität MünchenWie der Blick durch ein Fenster, liefert ein Hologramm ein dreidimensional erscheinendes Abbild. Während für das optische Hologramm aufwändige Lasertechnik benötigt wird, lässt sich ein Hologramm der Mikrowellenstrahlung eines WLAN-Senders mit einer feststehenden und einer beweglichen Antenne erzeugen.
Bild: TU Technische Universität München
WLAN durchdringt Wände
Verfahren, bei denen Mikrowellenstrahlung sogar durch Wände hindurch geortet wird, oder bei denen die Veränderung des Signals die Anwesenheit einer Person anzeigt, gibt es bereits. Neu ist, dass die holografische Aufbereitung der WLAN- oder Handysignale ein Abbild des gesamten Raumes liefert. "Natürlich liegt es da nahe, sich Sorgen um seine Privatsphäre zu machen, denn selbst verschlüsselte Signale übertragen gewissermaßen ein Bild der Umgebung nach außen," sagt der Projektleiter, schränkt aber auch ein "Dass sich das Verfahren in naher Zukunft für den Blick in fremde Schlafzimmer eignet, ist aber eher unwahrscheinlich. Man müsste dazu eine große Antenne um das Gebäude herumfahren, was kaum unbemerkt bleiben dürfte. Da gibt es einfachere Möglichkeiten."
Bild: TU Technische Universität MünchenAuf wenige Zentimeter genau
Bisher sind für das Erzeugen von Bildern aus Mikrowellenstrahlung spezielle Sender mit großer Bandbreite erforderlich. Die holografische Auswertung der Daten ermöglichte es den Forschern, auch mit der sehr geringer Bandbreite haushaltsüblicher WLAN-Sender auszukommen, die in den Frequenzbändern 2,4 und 5GHz senden. Auch Bluetooth- und Handy-Signale können genutzt werden. Die Wellenlänge dieser Geräte entspricht einer Auflösung im Bereich weniger Zentimeter. "Statt einer beweglichen Antenne, die Bildpunkt für Bildpunkt misst, könnte man auch eine größere Zahl von Antennen nehmen und damit eine videoähnliche Bildfrequenz erreichen," sagt Philipp Holl, der die Versuche durchführte. "Zukünftige WLAN-Frequenzen, wie der geplante IEEE802.11-Standard mit 60GHz, erschließen eine Auflösung bis in den Millimeterbereich."
Bild: TU Technische Universität MünchenBlick in die Zukunft
Auch aus der Optik bekannte Methoden zur Bildverbesserung können bei der WLAN-Holografie eingesetzt werden: Ein Beispiel ist die aus der Mikroskopie bekannte Dunkelfeldmethode, die es ermöglicht, schwach streuende Strukturen besser erkennen zu können. Ein weiteres Verfahren ist die Weißlichtholografie: Hier nutzten die Forscher die Bandbreite des WLAN-Senders, um Störungen durch Streustrahlung zu eliminieren. Das Konzept, Mikrowellenhologramme wie optische Bilder zu betrachten, ermöglicht es auch, das Mikrowellenbild mit Kamerabildern zu kombinieren. In das Kamerabild des Handys könnten so aus Mikrowellenbildern gewonnene Zusatzinformationen eingeblendet werden, etwa um Funkschlüsselanhänger an verlorenen Gegenstände direkt zu sehen. Doch mit ihrer Arbeit stehen die Wissenschaftler erst am Anfang der technologischen Entwicklung. Noch fehlt vor allem Forschung dazu, wie transparent welche Materialien sind. Mit diesen Kenntnissen ließen sich dann zum Schutz der Privatsphäre für Mikrowellen undurchsichtige Anstriche oder Tapeten entwickeln, während man für Fabrikhallen, in denen man den Weg eines Bauteils durch die Anlage verfolgen will, transparente Materialien einsetzen würde.
Unterstützung für Rettungskräfte
Entsprechend weiter entwickelte Technik könnte, so hoffen die Forscher, in Zukunft auch bei der Suche nach Verschütteten unter einer Lawine oder in einem eingestürzten Haus helfen: Während bisherige Methoden nur die Ortung erlauben, lieferte die holografische Auswertung der Signale ein räumliches Abbild der zerstörten Strukturen. Schwere Trümmerstücke könnten Helfer dann umgehen oder verbliebene Hohlräume für die Rettung nutzen und so planvoll den leichtesten Weg zum Opfer finden. n
Die Arbeit wurde unterstützt aus Mitteln des Emmy Noether-Programms der (DFG) und aus dem TUM Junior Fellow Fund der TU München.
Wissenschaftler der TU München haben ein holografisches Abbildungsverfahren entwickelt, das die Strahlung eines WLAN-Senders analysiert und daraus dreidimensionale Bilder der Umgebung erzeugt. Einsetzbar wäre das Verfahren gut im Sinne von Industrie 4.0: Betreiber von Industrieanlagen können dann automatisiert Objekte auf dem Weg durch die Werkhalle verfolgen.
Bild: TU Technische Universität MünchenWie der Blick durch ein Fenster, liefert ein Hologramm ein dreidimensional erscheinendes Abbild. Während für das optische Hologramm aufwändige Lasertechnik benötigt wird, lässt sich ein Hologramm der Mikrowellenstrahlung eines WLAN-Senders mit einer feststehenden und einer beweglichen Antenne erzeugen.Bild: TU Technische Universität München
WLAN durchdringt Wände
Verfahren, bei denen Mikrowellenstrahlung sogar durch Wände hindurch geortet wird, oder bei denen die Veränderung des Signals die Anwesenheit einer Person anzeigt, gibt es bereits. Neu ist, dass die holografische Aufbereitung der WLAN- oder Handysignale ein Abbild des gesamten Raumes liefert. "Natürlich liegt es da nahe, sich Sorgen um seine Privatsphäre zu machen, denn selbst verschlüsselte Signale übertragen gewissermaßen ein Bild der Umgebung nach außen," sagt der Projektleiter, schränkt aber auch ein "Dass sich das Verfahren in naher Zukunft für den Blick in fremde Schlafzimmer eignet, ist aber eher unwahrscheinlich. Man müsste dazu eine große Antenne um das Gebäude herumfahren, was kaum unbemerkt bleiben dürfte. Da gibt es einfachere Möglichkeiten."
TU Technische Universität München
Dieser Artikel erschien in Industrial Communication Journal 3 2017 - 06.10.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
