Рикошетящие радиоволны отслеживают малейшие движения в комнате
Две команды исследователей из Университета Дьюка и Института Ланжевена, Франция, показали, что рисунки, создаваемые радиоволнами, позволяют определить наличие и местоположение человека в любой точке комнаты.
Полученные результаты легли в основу более эффективного датчика движения из метаматериалов с чувствительностью, позволяющей следить за дыханием человека, сообщает eurekalert.org. Выводы исследований представлены в Scientific Reports и Physical Review Letters. Технология может привести к новым устройствам в умном доме для энергосбережения, безопасности, здравоохранения и игр.
«Энергетические компании не любят инфракрасные сенсоры движения из-за большого количества проблем, — сказал профессор Дэвид Смит из Университета Дьюка. – Они покрывают ограниченную площадь, и человеку нужно быть в поле зрения устройства для распознавания. Вероятно, у многих был опыт, когда свет выключался из-за их долгого сидения без движения. Радиоволны преодолевают все эти ограничения».
В первоначальной работе, представленной ранее в этом году, ученые воспользовались преимуществом структур, создаваемых импульсами при отражении от предметов в комнате и взаимодействии друг с другом. Эти уникальные рисунки меняются при малейших смещениях объектов, позволяя чувствительной антенне улавливать движение или когда кто-то входит в помещение. Система подходит и для определения цикличных процессов, вроде вращения вентилятора или дыхания.
В последнем исследовании команда показала, что, при небольшой тренировке, устройство также может извлекать информацию, необходимую для определения положения объекта или человека в пространстве. Показанную систему научили отслеживать местонахождение треугольного блока, который ставили в 23 разных точках на полу. Устройство различало не только эти сценарии, но и позиции трех идентичных объектов, расположенных в любой из 1 771 возможных конфигураций.
Радиоволны способны непрерывно отражаться от множества поверхностей в комнате, создавая сложные картины интерференции. Они помогают определять движение и местонахождение объекта. Трудность заключалась в изначальном определении «отпечатка» радиоволн, отметил Филипп дель Хогне, приглашенный исследователь из Института Ланжевена. Для динамического управления формой волны ученые использовали панельную антенну из метаматериалов. Они манипулируют световыми и звуковыми импульсами за счет своей структуры. Метаматериалы могут быстро создавать различные волновые конфигурации.
«Сама форма не важна, — сказал Смит. – Пока они отличаются, детектор получает достаточно разной информации для понимания, есть ли объект и где он находится».
