Gli scienziati dell'Università tecnica di Monaco (TUM) hanno sviluppato un processo di imaging olografico che raffigura la radiazione di un trasmettitore Wi-Fi per generare immagini tridimensionali dell'ambiente circostante. Gli operatori degli impianti industriali potrebbero usarlo per tracciare gli oggetti mentre si muovono attraverso il capannone di produzione.

Proprio come sbirciare attraverso una finestra, gli ologrammi proiettano un'immagine apparentemente tridimensionale. Mentre gli ologrammi ottici richiedono una tecnologia laser elaborata, generare ologrammi con la radiazione a microonde di un trasmettitore Wi-Fi richiede solo un'antenna fissa e una mobile, come riportano il Dr. Friedenmann Reinhard e Philipp Holl nell'ultimo numero della rinomata rivista scientifica Lettere di revisione fisica .

"Utilizzando questa tecnologia, possiamo generare un'immagine tridimensionale dello spazio intorno al trasmettitore Wi-Fi, come se i nostri occhi potessero vedere le radiazioni a microonde, "dice Friedemann Reinhard, direttore dell'Emmy Noether Research Group for Quantum Sensors presso il Walter Schottky Institute della TU Munich. I ricercatori prevedono campi di impiego soprattutto nel dominio dell'industria 4.0:impianti industriali automatizzati, in cui la localizzazione di parti e dispositivi è spesso difficile.

Il Wi-Fi penetra nei muri

Processi che consentono la localizzazione della radiazione a microonde, anche attraverso i muri, o in cui i cambiamenti in un modello di segnale indicano la presenza di una persona già esistente. La novità è che un intero spazio può essere ripreso tramite elaborazione olografica di segnali Wi-Fi o telefoni cellulari.

"Certo, questo solleva questioni di privacy. Dopotutto, in una certa misura anche i segnali criptati trasmettono al mondo esterno un'immagine di ciò che li circonda, "dice il capo progetto, Friedemann Reinhard. "Però, è piuttosto improbabile che questo processo venga utilizzato per la vista nelle camere da letto straniere nel prossimo futuro. Per quello, avresti bisogno di girare intorno all'edificio con una grande antenna, che difficilmente passerà inosservato. Ci sono modi più semplici disponibili."

Precisione in scala centimetrica

Finora, la generazione di immagini da radiazioni a microonde richiedeva trasmettitori speciali con ampie larghezze di banda. Utilizzando l'elaborazione dei dati olografici, le larghezze di banda molto ridotte dei tipici trasmettitori Wi-Fi domestici che operano nelle bande da 2,4 e 5 gigahertz erano sufficienti per i ricercatori. È possibile utilizzare anche i segnali Bluetooth e dei telefoni cellulari. Le lunghezze d'onda di questi dispositivi corrispondono a una risoluzione spaziale di pochi centimetri.

"Invece di usare un'antenna mobile, che misura punto per punto l'immagine, è possibile utilizzare un numero maggiore di antenne per ottenere una frequenza di immagine simile a un video, "dice Philipp Holl, che ha eseguito gli esperimenti. "Frequenze Wi-Fi del futuro, come il proposto standard IEEE 802.11 da 60 gigahertz consentirà risoluzioni fino alla gamma millimetrica."

Guardando al futuro

Metodi ottici ben noti per l'elaborazione delle immagini possono essere utilizzati anche nell'olografia Wi-Fi:un esempio è la metodologia del campo oscuro utilizzata in microscopia, che migliora il riconoscimento delle strutture debolmente diffrangenti. Un ulteriore processo è l'olografia a luce bianca in cui i ricercatori utilizzano la piccola larghezza di banda rimanente del trasmettitore Wi-Fi per eliminare il rumore dalla radiazione diffusa.

Il concetto di trattare gli ologrammi a microonde come immagini ottiche consente di combinare l'immagine a microonde con le immagini della telecamera. Le informazioni aggiuntive estratte dalle immagini a microonde possono essere incorporate nell'immagine della fotocamera di uno smartphone, ad esempio per rintracciare un tag radio attaccato a un oggetto smarrito.

Ma gli scienziati sono solo all'inizio dello sviluppo tecnologico. Per esempio, manca la ricerca sulla trasparenza di materiali specifici. Questa conoscenza faciliterebbe lo sviluppo di pittura o carta da parati traslucida alle microonde per la protezione della privacy, mentre i materiali trasparenti potrebbero essere distribuiti nei capannoni della fabbrica per consentire il tracciamento delle parti.

I ricercatori sperano che un ulteriore avanzamento della tecnologia possa aiutare nel recupero delle vittime sepolte sotto una valanga o un edificio crollato. Mentre i metodi convenzionali consentono solo la localizzazione puntuale delle vittime, l'elaborazione del segnale olografico potrebbe fornire una rappresentazione spaziale delle strutture distrutte, consentendo ai primi soccorritori di navigare intorno a oggetti pesanti e utilizzare cavità nelle macerie per chiarire sistematicamente l'approccio più semplice per raggiungere rapidamente le vittime.