[Не]обычные сети: как обнаружить воду в сумке с помощью Wi-Fi

    [Не]обычные сети: как обнаружить воду в сумке с помощью Wi-Fi

    Группа американских исследователей опубликовала исследование (PDF), в котором описала метод распознавания подозрительных объектов в багаже с помощью обычного Wi-Fi. «Подозрительные объекты» здесь — металлические предметы и жидкости.

    Далее о том, как это работает.


    / PxHere / PD

    Как работает «Wi-Fi-детектор»


    Металлы и жидкости создают помехи для беспроводного сигнала. Сумки же делаются из ткани или пластика — через них Wi-Fi-сигнал проходит с легкостью. Поэтому появляется возможность использовать информацию о состоянии канала (CSI) для обнаружения подозрительных объектов в сумках.

    Исследователи разработали специальную систему, которой требуются только Wi-Fi-устройства с двумя или тремя антеннами. Она анализирует CSI, зависящую от комплекса параметров: амплитуды, частоты и фазы беспроводного сигнала, и оценивает её изменения (называемые замираниями).

    В частности, для расчета комплексной величины CSI для каждой поднесущей частоты используется формула:


    где H(fk) — ответ канала на поднесущую частоту с центральной частотой fk, а |H(fk)| и ∠H(fk) обозначают амплитуду и фазу соответственно. Другие формулы для расчетов подробно описаны в самом исследовании (на страницах 4–6).

    Далее работа ведется в два этапа. Сперва определяют наличие подозрительных объектов, а затем — их тип.

    Сумку или чемодан ставят ближе к передающей антенне, чтобы определить, имеются ли искажения CSI. На втором этапе используют обе антенны — приемник, передатчик. Их располагают рядом, чтобы перехватить отраженный от объекта сигнал. Для выбора поднесущих частот в этом случае применяется метод k-ближайших соседей (k-NN).

    Металлические объекты разной формы и разный объем жидкости по-разному искажают параметры сигналов. Например, чем выше амплитуда отраженного сигнала, тем больше жидкости в условной бутылке.

    Полный цикл работы системы выглядит вот так:



    Исследователи полгода тестировали систему на пятнадцати объектах, которые случайным образом размещали в шести разных сумках. Результаты экспериментов показали, что их установка способна определить наличие подозрительных объектов с сочностью до 95%. При этом точность определения материала составила 90%, а погрешность измерения объема жидкости и размеров металлических предметов равнялась 16 мл и 0,5 см, соответственно.

    По словам авторов исследования, разработанная система может пригодиться для проверки сумок и багажа в музеях, аэропортах, школах, вокзалах и так далее. Wi-Fi-проверка будет быстрее, дешевле и не нарушит личное пространство людей (в отличие от «ручного» досмотра).

    Как еще используют Wi-Fi


    Похожу методику, использующую информацию о состоянии беспроводного канала (CSI), применили ученые из Университета Британской Колумбии (Канада). В своем исследовании (PDF) они описали, как с помощью CSI следить за положением людей: сидят они, стоят или двигаются.

    В зависимости от положения, человеческое тело по-разному отражает сигналы (создает разные помехи). Оказалось, что каждой позе соответствует уникальная CSI. По словам исследователей, технология сможет найти применение в сферах здравоохранения (система будет оповещать медиков о падениях пациентов) и безопасности (Wi-Fi станет своеобразным датчиком движения).


    / Pexels / PD

    Аналогичный подход предложила группа исследователей из США. Только для слежения за активностью и перемещением людей в помещении они используют все подключенные устройства: ноутбуки, «умные» холодильники, телевизоры и так далее.

    А исследователи из Норвегии решили с помощью беспроводных технологий считать количество пассажиров в автобусах. Установленное в салоне устройство фиксирует Wi-Fi-сигналы всех мобильных девайсов людей и считает их количество. Это поможет точнее оценивать пассажиропоток и корректировать движение общественного транспорта.

    Таким образом, Wi-Fi можно использовать не только для передачи данных. Технология может пригодиться для обнаружения подозрительных объектов, регулирования транспортного движения, ухода за пожилыми людьми и детьми, а также защиты дома от грабителей.

    Преимущество подхода заключается в том, что для работы таких систем не нужно закупать дополнительное железо или «навешивать» сенсоры на людей. Достаточно обычной домашней сети Wi-Fi — нужно просто определенным образом настроить устройства.



    Несколько материалов из корпоративного блога VAS Experts:

    VAS Experts

    209,00

    Российский разработчик DPI-системы СКАТ

    Поделиться публикацией
    Комментарии 17
        0
        Технология может пригодиться для обнаружения подозрительных объектов, регулирования транспортного движения, ухода за пожилыми людьми и детьми, а также защиты дома от грабителей.


        А есть ли какие-то технологии защиты приватности?
        Это сейчас более актуально.
          +2
          Небольшую бутылку с водой можно спрятать в заднице, наверное. Т. к. тело человека тоже, в основном, из воды состоит, технология не должна её там распознать.
            +1
            Звучит как лайфхак для полетов одним известным лоукостером.
            +1
            Надо китайским производителям подбросить идейку делать рюкзаки с вплетенной проволокой или фольгой. Чтобы получилось что-то типа клетки Фарадея. И когда если не все, то большинство сумок/рюкзаков/карманов будут не только пищать на рамках, но и непросвечиваться чудо-машинами за уймы $, может до кого-то, наконец, дойдёт, что «металлические объекты и жидкости» не самое опасное, что могут носить злоумышленники.
              –1
              --«металлические объекты и жидкости» не самое опасное

              А что еще? Пиджаки с «накладными карманами»?
                0
                Например, взрывчатые вещества, отравляющие вещества, бактериологические концентраты — они все могут быть и не в виде жидкостей (газ, порошок, аморфный кусок твердого вещества), и совершенно не в металлической таре (стекло, платик, керамика, обычный бумажный конверт). И я хотел бы больше увереннности в своей безопасности, основываясь на чем-то более действенном, чем горы дорогущего, но абсолютно бесполезного оборудования на всех станциях метро, вокзалах, в офисах, торговых центрах, которое, не защищая меня от слова «совсем», еще и ворует моё время на прохождение всех этих рамок, рентгенов, «а покажите что у вас в сумочке». Всё это помноженное на совершенно безграмотную концепцию безопасности везде, за исключением, наверное, аэропортов создаёт ложное спокойствие разве что у бабушек.

                Пример: Казанский вокзал. Чтобы пройти от парковки на Новорязанской ул. к поездам дальнего следования, нужно пройти 3 (три!!!) рамки и ренгенодосмотра вещей (один — при проходе через кассы дальнего следования на перрон пригородных поездов, второй — при заходе в здание Казанского вокзала, напрямую, видите-ли, на перроны дальнего следования пройти нельзя, и третий — на перроны дальнего следования при выходе из вокзала), но при этом, со стороны путей — проходи, кто хочешь, проноси, что хочешь, даже оранжевый жилет одевать не обязательно! Можно и в багаже что хочешь пронести, только не в жидком виде и не в металлической оболочке. Рукалицо.
            0
            Исследователи полгода тестировали систему на пятнадцати объектах, которые случайным образом размещали в шести разных сумках. Результаты экспериментов показали, что их установка способна определить наличие подозрительных объектов с сочностью до 95%. При этом точность определения материала составила 90%, а погрешность измерения объема жидкости и размеров металлических предметов равнялась 16 мл и 0,5 см, соответственно.

            Я так понял, перевод никто не вычитывал? Заметны шероховатости, а местами искажен смысл сказанного. Вот что говорится в оригинале:
            Extensive experiments with 15 representative objects, 6
            types of bags/boxes are conducted over a 6-month period.
            We show that our system can achieve over 95% and
            90% accuracy for identifying the suspicious object and
            determining its material type and achieve an average error
            of 16ml and 0.5cm for estimating liquid volume and
            metal object’s shape.

            Попробую подправить перевод:
            Исследователи на протяжении полугода испытывали систему на 15 разных предметах, которые помещали в 6 разных сумок или коробок. Эксперименты показали, что система способна выявить наличие подозрительных предметов с точностью более 95% и определить тип материала с точностью 90%. При этом средняя погрешность оценки объема жидкости и размеров металлических предметов составляет 16 мл и 0,5 см, соответственно.
              +1
              Я не думаю, что здесь уместно говорить об искажении смысла сказанного, учитывая, что в своем варианте вы просто добавили слово «коробки» и убрали слово «результаты».
                0
                Исследователи полгода тестировали систему на пятнадцати объектах, которые случайным образом размещали в шести разных сумках. Результаты экспериментов показали, что их установка способна определить наличие подозрительных объектов с сочностью до 95%. При этом точность определения материала составила 90%, а погрешность измерения объема жидкости и размеров металлических предметов равнялась 16 мл и 0,5 см, соответственно.

                Вы внимательно прочитали мое сообщение? Выше я подчеркнул некоторые места, где искажен смысл. Во-первых, в оригинале речь идет о сумках (включая рюкзак) и коробках, а не только о сумках. Во-вторых, в оригинале сказано over 95% («более 95%»), а не «до 95%». К мелочам придираться не буду.
                  0
                  P.S. Если быть точнее, в оригинале говорится не просто о сумках и коробках, а о 6 типах (или, если хотите, видах) сумок или коробок: 6 types of bags/boxes.
              0
              «объектов с сочностью до 95%» ммм… какие сочные
                –2
                Арбуз, например.
                0
                Вот интересно, а на жидкий металл (Т1000, ртуть или калий-натриевый сплав) эта сись-тема эреагирует 2 раза подряд или в 2 раза толще? )))
                  0
                  Позовите, когда будут давать МРТ с помощью Bluetooth LE.
                    0
                    Напомнило Бэтмена, где телефоны использовались как сонар…
                      0
                      Установленное в салоне устройство фиксирует Wi-Fi-сигналы всех мобильных девайсов людей и считает их количество.

                      Точность у такой методики будет плюс-минус километр: у кого-то мобильного девайса с собой нет, у кого-то в карманах два-три, у кого-то выключен Wi-Fi, чтобы не жрал батарею.

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                      Самое читаемое