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Radiowellen: US-Forscher spähen durch Wände

Der Röntgenblick war bislang Supermans Privileg. Doch nun eifern zwei US-Physiker dem Comic-Helden nach. Mit Hilfe von Radiowellen haben sie ein System entwickelt, das durch Wände hindurch schauen kann. Bald könnte die Technik bei Rettungs- oder Polizeieinsätzen helfen.

Neue Technologie: Radiowellen können durch Wände sehen Fotos
Sarang Joshi / Joey Wilson / Uni

Salt Lake City - Superman hat den Röntgenblick. Mit dem kann er durch alles hindurchsehen - außer durch Blei. Dank der übermenschlichen Gabe hat der Comic-Held zahllose Menschenleben gerettet und so manch einen Bösewicht dingfest gemacht.

Geht es nach Forschern der University of Utah, können Polizisten, Feuerwehrmänner und Rettungskräfte in naher Zukunft auf ähnliche Fähigkeiten hoffen. In einer aktuellen Forschungsarbeit haben sie gezeigt, dass ein empfindliches Netzwerk aus Radiowellen-Sensoren Bewegungen von Personen durch Wände hindurch registrieren kann - und zwar in Echtzeit.

Was die US-Physiker mit ihrem Radiowellensystem nun der Fachwelt in einem Arikel in der Datenbank "Arxiv.org" als Vorabveröffentlichung vorstellen, sind noch recht grob aufgelöste Aufnahmen. Und doch zeigen sie, dass die Technik prinzipiell funktioniert. "Diese Radio-Tomographie ist eine leistungsfähige, neue Methode, um durch Wände hindurch die Koordinaten von sich bewegenden Objekten zu bestimmen", schreiben Wilson und Patwari über den Prototypen ihres Durchleuchtungssystems.

In einem Video zeigen die Wissenschaftler das, wovon so mancher Verbrechensbekämpfer träumt: Etwa durch eine Wand hindurch festzustellen, wie viele Geiseln einem Gebäude festgehalten werden. Der Versuchsaufbau ist recht simpel: Die Wissenschaftler haben ein Netzwerk aus insgesamt 34 Radiowellen-Transmittern um ein Wohnzimmer herum aufgestellt. Marschiert eine Person durch dieses Zimmer hindurch, registrieren das die Sensoren sofort. Die Bewegungen und die Position der Person könnten so in Echtzeit bestimmt werden, genauer als auf einen Meter, so die Physiker.

Radio-Tomografie (RTI) funktioniert anders als gewöhnliche Radarsysteme. Während beim Radar das Echo eines Objekts empfangen wird, misst die Radio-Tomografie minimale Schwankungen in der Intensität von Funkwellen. Jedes sich bewegende Objekt erzeugt solche "Schatten" in einem Radiowellenfeld.

Die Sensoren spüren die Schatten auf

Die Position dieser Schatten können die Forscher mit einem Netzwerk aus empfindlichen Sensoren für Funksignale registrieren. Dabei empfangen die Sensoren die Wellen aus unterschiedlichen Richtungen. Das Prinzip ähnelt dem Verfahren der Computertomografie (CT), bei der Röntgenstrahlen aus verschiedenen Richtungen genutzt werden, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.

Wichtig für den ersten Erfolg des neuen Radiowellensystems ist die selbstorganisierte Vernetzung der einzelnen Radioempfänger. Denn jeder Detektor fängt ein etwas anderes Muster der Radiowellen auf. Vernetzt sind die Empfänger nicht in einem Wi-Fi-Netzwerk, das zum Beispiel PCs, Drucker und andere Geräte miteinander verbinden kann. Vielmehr handelt es sich um ein sogenanntes Zigbee-Netzwerk. Das ist ein offener Funknetz-Standard, der es ermöglicht, beispielsweise Haushaltsgeräte auf kurze Entfernungen zwischen zehn und hundert Metern zu verbinden.

Die Forscher haben einen Computer-Algorithmus entwickelt, der anschließend alle Signale auswertet und so ein grobes Bild über die bewegte Position des Objekts errechnet. Noch sind die Bilder stark gepixelt und damit ungenau. Aber Wilson und Patwari arbeiten daran, die Empfindlichkeit ihres Radiowellen-Detektorsystems zu erhöhen. Das Verfahren haben sie bereits als Patent eingereicht.

Die Anwendungen, die den Wissenschaftlern vorschweben, sind weit gefächert. Man könne etwa die Zahl der Personen und deren Position in einem brennenden Gebäude bestimmen, und so den Rettungseinsatz besser koordinieren, sagt Patwari. Kritiker bemängeln indes, dass das System nur Objekte erkennt, die sich bewegen. Demnach würde man beispielsweise eine bewusstlose und reglose Person übersehen.

Kritik gegenüber der möglichen Strahlenbelastung durch die Radiowellen wehren die Forscher ab: Die Energie der ausgesendeten Radiowellen sei um ein 500-faches geringer als die eines gewöhnlichen Handys, sagt Wilson.

Die Kommerzialisierung der Erfindung hat Wilson bereits im Blick. Eigens dafür hat er bereits ein Unternehmen gegründet, das die Radiowellentomografie vermarkten soll. Zum Beispiel als intelligente Alarmanlage. Man könnte, so der Physiker, Radiowellensender in den Wänden installieren. Sind Einbrecher im Haus, würde das System per Handy die Hausbesitzer informieren. Diese könnten dann der Polizei sogar mitteilen, wo sich die Eindringlinge befinden. Doch eines kann das System nicht: böse von guten Jungs unterscheiden.

cib

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