Une croix en feuille d'aluminium entre la visionneuse et le routeur WLAN peut facilement être reconstruite à partir de l'hologramme WLAN, comme on peut le voir sur l'image insérée. Crédit :Friedemann Reinhard/Philipp Holl / TUM
Des scientifiques de l'Université technique de Munich (TUM) ont développé un processus d'imagerie holographique qui représente le rayonnement d'un émetteur Wi-Fi pour générer des images tridimensionnelles de l'environnement environnant. Les opérateurs d'installations industrielles pourraient l'utiliser pour suivre les objets lorsqu'ils se déplacent dans le hall de production.
Tout comme regarder à travers une fenêtre, les hologrammes projettent une image apparemment tridimensionnelle. Alors que les hologrammes optiques nécessitent une technologie laser élaborée, la génération d'hologrammes avec le rayonnement micro-onde d'un émetteur Wi-Fi ne nécessite qu'une antenne fixe et une antenne mobile, comme le rapportent le Dr Friedenmann Reinhard et Philipp Holl dans le numéro actuel de la célèbre revue scientifique Lettres d'examen physique .
« Grâce à cette technologie, nous pouvons générer une image en trois dimensions de l'espace autour de l'émetteur Wi-Fi, comme si nos yeux pouvaient voir le rayonnement micro-ondes, " dit Friedemann Reinhard, directeur du Emmy Noether Research Group for Quantum Sensors à l'Institut Walter Schottky de la TU Munich. Les chercheurs envisagent des champs de déploiement notamment dans le domaine de l'industrie 4.0 - installations industrielles automatisées, dans lequel la localisation des pièces et des appareils est souvent difficile.
Le Wi-Fi pénètre les murs
Des procédés permettant la localisation du rayonnement micro-onde, même à travers les murs, ou dans lequel des changements dans un modèle de signal signifient que la présence d'une personne existe déjà. La nouveauté est qu'un espace entier peut être imagé via un traitement holographique de signaux Wi-Fi ou de téléphones portables.
La génération d'hologrammes à partir du rayonnement micro-ondes d'un émetteur Wi-Fi nécessite simplement une antenne fixe et une antenne mobile. Grâce à cette technologie, il est possible de générer une image tridimensionnelle de l'espace autour de l'émetteur Wi-Fi. Crédit :Friedemann Reinhard/Philipp Holl / TUM
"Bien sûr, cela soulève des questions de confidentialité. Après tout, dans une certaine mesure, même les signaux cryptés transmettent une image de leur environnement au monde extérieur, " dit le chef de projet, Friedemann Reinhard. "Toutefois, il est peu probable que ce procédé soit utilisé pour la vue sur les chambres étrangères dans un proche avenir. Pour ça, il faudrait faire le tour du bâtiment avec une grande antenne, qui ne passerait guère inaperçu. Il existe des moyens plus simples. »
Précision au centimètre
Jusqu'ici, la génération d'images à partir d'un rayonnement micro-ondes nécessitait des émetteurs spéciaux dotés de larges bandes passantes. Grâce au traitement des données holographiques, les très petites bandes passantes des émetteurs Wi-Fi domestiques typiques fonctionnant dans les bandes 2,4 et 5 gigahertz étaient suffisantes pour les chercheurs. Même les signaux Bluetooth et de téléphone portable peuvent être utilisés. Les longueurs d'onde de ces dispositifs correspondent à une résolution spatiale de quelques centimètres.
"Au lieu d'utiliser une antenne mobile, qui mesure l'image point par point, on peut utiliser un plus grand nombre d'antennes pour obtenir une fréquence d'image de type vidéo, " dit Philipp Holl, qui a exécuté les expériences. « Les futures fréquences Wi-Fi, comme la norme IEEE 802.11 proposée à 60 gigahertz, permettra des résolutions allant jusqu'au millimètre."
De la 'lumière' du routeur WLAN au sous-sol, l'image tridimensionnelle d'un entrepôt (à droite) peut être reconstruite par analyse holographique du rayonnement micro-ondes. Crédit :Friedemann Reinhard/Philipp Holl / TUM
Regarder vers l'avenir
Des méthodes optiques bien connues pour le traitement d'images peuvent également être déployées en holographie Wi-Fi :un exemple est la méthodologie de champ noir utilisée en microscopie, ce qui améliore la reconnaissance des structures faiblement diffractantes. Un autre processus est l'holographie en lumière blanche dans laquelle les chercheurs utilisent la petite bande passante restante de l'émetteur Wi-Fi pour éliminer le bruit du rayonnement diffusé.
Le concept de traitement des hologrammes micro-ondes comme des images optiques permet de combiner l'image micro-ondes avec des images de caméra. Les informations supplémentaires extraites des images micro-ondes peuvent être intégrées dans l'image de la caméra d'un smartphone, par exemple pour retrouver une étiquette radio attachée à un objet perdu.
Mais les scientifiques ne sont qu'au début du développement technologique. Par exemple, la recherche sur la transparence de matériaux spécifiques fait défaut. Cette connaissance faciliterait l'élaboration de peintures ou de papiers peints translucides aux micro-ondes pour la protection de la vie privée, tandis que des matériaux transparents pourraient être déployés dans les halls d'usine pour permettre le suivi des pièces.
Les chercheurs espèrent que de nouveaux progrès de la technologie pourront aider à récupérer les victimes ensevelies sous une avalanche ou un bâtiment effondré. Alors que les méthodes conventionnelles ne permettent que la localisation ponctuelle des victimes, le traitement du signal holographique pourrait fournir une représentation spatiale des structures détruites, permettant aux premiers intervenants de naviguer autour d'objets lourds et d'utiliser des cavités dans les décombres pour élucider systématiquement l'approche la plus simple pour atteindre rapidement les victimes.
