家(jiā)中路由器(qì)發出的WiFi信号可(kě)能讓你(nǐ)家(jiā)變“透明(míng)”

連接沒有(yǒu)密碼的公共WiFi時(shí)，有(yǒu)可(kě)能會(huì)洩露你(nǐ)電(diàn)子設備中的部分信息。不過，你(nǐ)可(kě)能做(zuò)夢都想不到，你(nǐ)自己家(jiā)的無線路由器(qì)也有(yǒu)可(kě)能讓你(nǐ)家(jiā)變得(de)“透明(míng)”——家(jiā)中的空(kōng)間(jiān)結構可(kě)能将一覽無遺。

4月28日，科學雜志(zhì)報道(dào)稱，物理(lǐ)學家(jiā)首次使用WiFi發射機的無線電(diàn)波，編碼制(zhì)作(zuò)了真實物體(tǐ)的3D圖像的全息圖。這一幕和(hé)《星球大(dà)戰》裏萊娅公主用全息圖向歐比旺求助的場(chǎng)景類似。原則上(shàng)，這種技(jì)術(shù)可(kě)以僅通(tōng)過使用室內(nèi)洩露出的WiFi信号，就能讓室外的人(rén)“看到”室內(nèi)。不過，有(yǒu)研究者稱，這種“窺探”方式可(kě)能說起來(lái)容易做(zuò)起來(lái)難。

據科學（Science）雜志(zhì)報道(dào)，德國慕尼黑(hēi)技(jì)術(shù)大(dà)學（TUM）量子傳感器(qì)專家(jiā)Friedemann Reinhard稱，這個(gè)想法在幾年前就有(yǒu)了。Reinhard說，當時(shí)他們在午餐中討(tǎo)論通(tōng)過Wi-Fi信号将會(huì)看到怎樣的世界。Reinhard稱，很(hěn)明(míng)顯的是，如果想要通(tōng)過Wi-Fi看到世界，這就需要制(zhì)作(zuò)全息圖。

相機通(tōng)過收集從物體(tǐ)反射的光并将其聚焦到屏幕上(shàng)來(lái)産生(shēng)圖像，以創建更大(dà)或更小(xiǎo)強度的2D圖案：照片。相比之下，所謂的全息圖則更充分地利用了光的波動性，通(tōng)常全息圖使用的光源是激光。将一束激光分為(wèi)兩束，其中一半從物體(tǐ)上(shàng)反射到感光闆上(shàng)，另一半光束直接照射在感光闆上(shàng)。兩組光波發生(shēng)幹涉會(huì)産生(shēng)明(míng)暗的斑點，即全息圖。

Physical Review Letters 圖

如今，TUM的Reinhard和(hé)本科生(shēng)Philipp Holl已使用Wi-Fi路由器(qì)發射的無線電(diàn)波而不是激光，生(shēng)成了一個(gè)薄鋁十字交叉的全息圖。他們将研究發表在物理(lǐ)評論快報上(shàng)，其是由美國物理(lǐ)學會(huì)主辦的高(gāo)水(shuǐ)平物理(lǐ)學術(shù)期刊。

他們的實驗并不是依賴Wi-Fi信号中用于編碼的數(shù)十億數(shù)字字節的信息，依靠的信号是幹淨的相幹波。然而，研究人(rén)員并不用感光闆記錄關鍵的幹涉圖案，而是用Wi-Fi接收器(qì)記錄它，并在計(jì)算(suàn)機中重構。他們将一個(gè)Wi-Fi發射機放置在房(fáng)間(jiān)內(nèi)，位于薄鋁十字架後0.9米處。然後他們将标準的Wi-Fi接收器(qì)放在十字架前面1.4米處，并将其慢慢地來(lái)回移動，以繪制(zhì)一個(gè)代替感光闆的“虛拟屏幕”。而且，它們沒有(yǒu)将一個(gè)單獨的基準光束直接射入屏幕，而是在幾米遠處放置了第二個(gè)固定的接收器(qì)，在那(nà)裏可(kě)以看到發射器(qì)的直視(shì)圖。

對于虛拟屏幕上(shàng)的每個(gè)點，研究人(rén)員都比較了兩個(gè)接收器(qì)同時(shí)接收到的信号，并通(tōng)過繪制(zhì)由鋁十字架引起的延遲來(lái)制(zhì)作(zuò)全息圖。虛拟全息圖不完全像傳統的全息圖，因為(wèi)研究人(rén)員通(tōng)過照射更多(duō)的無線電(diàn)波無法恢複對象的圖像。相反，科學家(jiā)們用計(jì)算(suàn)機及時(shí)地測算(suàn)無線電(diàn)波從屏幕向後方碰到物體(tǐ)的距離。然後，十字架就顯現出來(lái)了。

美國鹽湖(hú)城猶他大(dà)學電(diàn)氣工程師(shī)Neal Patwari表示，“從圖像中可(kě)以看出有(yǒu)一個(gè)十字架”，“這太令人(rén)印象深刻了”。但(dàn)他警告說，這種方法在混亂的環境中可(kě)能無法正常工作(zuò)。

此外，因為(wèi)接收器(qì)和(hé)物體(tǐ)在同一個(gè)房(fáng)間(jiān)，所以十字架很(hěn)容易被看到。Reinhard說，原則上(shàng)應該可(kě)以将Wi-Fi接收機放在室外，并将對象放在裏面。然而，加拿(ná)大(dà)蒙特利爾麥吉爾大(dà)學計(jì)算(suàn)機工程師(shī)Mark Coates警告說，這樣可(kě)能會(huì)很(hěn)棘手，特别是如果牆上(shàng)有(yǒu)金屬螺釘，這也會(huì)反射無線電(diàn)波。Coates沒有(yǒu)參與這個(gè)項目，他說，“來(lái)自各個(gè)方向的波，将會(huì)使這種技(jì)術(shù)更具挑戰性。”

Reinhard最初設想将一排Wi-Fi傳感器(qì)放在工廠的天花(huā)闆上(shàng)，使全息圖能更好地跟蹤标有(yǒu)射頻識别标簽的産品。Patwari指出，其他研究人(rén)員已經開(kāi)發出更簡單的方法來(lái)使用雜散的Wi-Fi信号跟蹤建築物內(nèi)人(rén)員的移動。Patwari預計(jì)這種無線電(diàn)跟蹤技(jì)術(shù)将得(de)到很(hěn)快發展，“在5到10年內(nèi)，Wi-Fi将更多(duō)地用于定位，而不是通(tōng)信。