Wetenschappers bouwen bewegingsdetector die door metaal kan 'kijken'

Met behulp van krachtige akoestische sensoren denken wetenschappers dat zij door metalen muren heen bewegingen kunnen detecteren. Het systeem moet onder andere worden ingezet om verstekelingen te detecteren op boten en vrachtwagens.

Het systeem is ontwikkeld door Starmark, een bedrijf dat zich bezighoudt met wetenschappelijke ontwikkelingen en zijn hoofdkwartier heeft in San Diego, zo meldt MIT Technology Review. Zij besloten om een manier te ontwikkelen om beweging te kunnen detecteren aan de andere kant van een metalen muur. Daar waren voorheen nog geen goede oplossingen voor. Starmark ontwikkelde een systeem met akoestische sensoren die aanmerkelijk krachtiger zijn dan conventionele modellen.

Er zijn verschillende opties uitgeprobeerd, maar uiteindelijk bleken de onderzoekers met een vrij simpel systeem dat werkt met een 9 volt-accu hun doel te kunnen bereiken. Simpel gesteld werkt het door met een hamertje op een metalen schijf te slaan, waardoor een specifieke frequentie wordt uitgezonden. Door het apparaatje op een metalen muur te bevestigen kunnen de signalen de oversteek maken naar de andere kant. Reflecties van die signalen worden vervolgens weer opgevangen.

Het is mogelijk om beweging aan de andere kant van de muur te detecteren omdat gereflecteerde signalen die niet veranderen, en dus behoren bij stilstaande objecten, er worden uitgefilterd. Alleen als er verandering, en dus beweging, wordt gedetecteerd wordt dit door het apparaat inzichtelijk gemaakt. Het door Starmark ontwikkelde systeem is zo gevoelig dat het zelfs ademhalingen aan de andere kant van een metalen muur kan detecteren.

In de toekomst moeten dergelijke bewegingsdetectoren worden ingezet op schepen en vrachtwagens. Specifiek is het de bedoeling dat er verstekelingen mee worden gevonden, die stiekem een lift proberen te krijgen, om zo bijvoorbeeld een land binnen te komen. Overigens moeten er eerst praktijktests worden uitgevoerd voordat het systeem daadwerkelijk kan worden ingezet.

Reacties (56)

Als het systeem zo gevoelig is dat het ademhaling kan detecteren detecteert het m.i. ook beweging (bijvoorbeeld ademhaling) van iets of iemand die naast de container staat.
Het is mij niet duidelijk hoe ze filteren welke verandering van binnenuit komt en welke niet.

Edit: typo

[Reactie gewijzigd door DirtyBird op 12 juli 2015 22:45]

Wanneer de impactor de thin plate raakt dan zorgt dat voor een trilling met een specifieke frequentie. Als je daarna luistert en je hoort exact dezelfde frequentie terug dan kun je met zekerheid zeggen dat er geen bewegende objecten in de ruimte aanwezig zijn. Op het moment dat je wel een frequentieverandering waarneemt, de frequentie is hoger of lager dan weet je dat er zich in de ruimte een object bevindt dat in beweging is. Deze verandering van frequentie wordt het Dopplereffect genoemd. Net als een voertuig met zwaailicht en sirene die door de straat beweegt. Je hoort de frequentie omhoog gaan als de brandweerauto, politieauto of ambulance je nader. Wanneer die voorbij is dan hoor de de frequentie omlaag gaan. Dat is Dopplereffect en bijzonder handig om bewegingen te detecteren.

Aanvulling. Het filter is dus heel simpel, filter de bekende (de door het apparaat uitgezonden) frequentie eruit. Alles wat terugkomt en niet door het filter wordt tegengehouden is het resultaat van een beweging binnen de ruimte.

[Reactie gewijzigd door FrankHe op 12 juli 2015 13:46]

Het systeem werkt helemaal niet met Dobler. Er word gewoon twee x een acoustisch signaal gegenereerd en weer opgevangen. Door te kijken naar de correlatie tussen de eerste en tweede uitgezonden puls, kan je zien of in tussen tijds iets bewogen is. Dus is het signaal verandered ja of nee, je hoeft verder niks over het signaal te weten of te moduleren.

An acoustic receiver picks up any reflections from each pulse and a signal processor then subtracts these from the reflections from the previous pulse. Reflections that haven’t changed, ones from stationary objects, cancel out. That leaves only the reflections from moving objects, such as people.

Het document beschrijft dat deze techniek een aanvulling is op andere technieken zoals passief en actief radar. Daarbij wordt veelal gebruik gemaakt van het Doppler effect.

In het document lees ik dat ze sample rate voorstellen van 3 Hz. Dus enkele malen tikken en luisteren wat er terugkomt. Met twee of meer sensors kun je ook een driehoeksmeting doen. Dan weet je waar in de container de verstekelingen zich bevinden. Dit werkt prima wanneer mensen zich tussen de vracht bevinden. Op het moment dat er een speciale geluidabsorberende ruimte in de containers is gebouwd dan zal detectie waarschijnlijk voorkomen kunnen worden. Maar in dat geval zal de radar je wel weten te vinden. Dus een mooie ondersteunende techniek bij de reeds bestaande oplossingen.

Ik kan in de documentatie na kort doorlezen niet terugvinden dat het om een golf lengte verandering zou gaan. Het zou net zo goed kunnen gaan om een verandering in Impulse response. Waarbij het apparaat meer lijkt op een sonar. Het volledige document zit helaas op een betaalde site.

Jammer van de betaalsite. Je hebt gelijk dat we niet direct kunnen nagaan op welke manier ze het precies doen. Als het om vergelijken van impulse response gaat dan zullen er meerdere metingen verricht moeten worden, ten minste twee. Wanneer het op basis van doppler gaat (een veranderende frequentie, oplopend dan wel aflopend) dan kun je volgens mij volstaan met slechts een enkele meting.

Betaalsite? http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1507/1507.01479.pdf is voor mij gewoon te downloaden en we hebben geen abonnement op deze dienst vzviw.

Dank voor het delen van de link.

Bedankt voor de link. Op de telefoon ben ik hem over het hoofd gezien denk ik en volgde ik de link onderaan de pagina, die wel naar een betaalsite doorlinkt.

Omdat men 'niet' door metaal gaat ...

simpel gesteld, je legt je oor tegen de muur aan en geeft een tik met de hamer en luistert
de trillingen gaan de ruimte binnen en kaatsen af op een object
de trillingen die terug keren worden gemeten
wat er achter de objecten zit zie je dan niet ....


dat is wat ik opmaak uit de tekst en figuur.

Maar dat is dan wel al achterhaald door stealth techniek. Als je dan persé personen wilt smokkelen zorg je er gewoon voor dat signalen niet teruggekaatst worden maar afgebogen of zelfs geabsorbeerd.. leuk idee, maar 30 jaar te laat..

Dan vindt er dus verandering plaats, ook als er niets terugkaatst.

Niet als je doek om te absorberen er al lag voor de eerste signalen gestuurd worden.

Het punt is dat je een specifieke frequentie uitzend met de hamer die weer terugkaats. Als die niet wordt teruggekaatst door een absorberend doek dat er al lag dan is het signaal dus verandert op die plek aangezien je diezelfde signaal weer terug verwacht.

Ga er maar niet van uit dat duizenden vluchtelingen de techniek en nog het geld hebben om het juiste materiaal te vinden om deze opsporing techniek tegen te gaan. Er zullen natuurlijk uitzonderingen zijn maar de meerderheid zal hierdoor dan toch op gespoord kunnen worden.

Het verbaast me niet als ze nu elke vrachtwagen open maken na het zien van de filmpjes hoe ze in de wagens springen. Als je hierdoor x% minder vrachtauto's hoeft te controleren dan is het alleen maar meegenomen qua tijd.

Het apparaat zend (in geval van jouw voorbeeld) een signaal met zeer specifieke kenmerken de container in doordat het in direct contact staat met de huid van de container. Dit signaal kan zich niet buiten de container voortplanten en kan dus ook niet buiten de container treden, daar reflecteren op het een of ander, de container weer ingaan en zo het apparaat weer bereiken. Alleen reflecties van dat specifieke signaal binnen in de container worden opgevangen omdat het apparaat in direct contact staat met de wand van de container. Iemand die naast de container staat zal dus geen signaal reflecteren simpelweg omdat er geen signaal is dat kan worden gereflecteerd.

[Reactie gewijzigd door Inanna op 12 juli 2015 12:33]

De veranderingen aan de buitenkant worden niet gedetecteerd omdat die geluidsgolven verder reizen in plaats van teruggekaatst te worden door een metalen wand.

Je kan toch ook heel simpel het CO2 gehalte in de container meten, b.v. door het slot of ander gaatje, is dat gehalte verhoogd, dan zitten er verstekelingen in.
Of is dat te simpel?

Zulke inspecties kosten helaas te veel tijd om bij iedere container uit te voeren.

Vrachtwagens zouden standaard zo'n detector kunnen inbouwen, zoveel kosten die niet, ze kosten heel wat minder dan zo'n bewegings detector.
Met 1 bekeuring hebben ze deze er al weer dubbel en dwars uit

Om beweging te detecteren moet de vrachtwagen zelf natuurlijk even stl staan.

[Reactie gewijzigd door keesie113 op 26 juli 2015 02:42]

dan moet je dus een gaatje maken in de truck.....met deze techniek rijden die trucks gewoon langs een sensor en die gaat af als er iets in lijkt te zitten dat er niet in hoort.

Het idee is dat als er aan de andere kant beweging plaats vindt, de reflectie die terugkomt ook verandert.
Dus als de verstekeling doodstil zit niet waarneembaar is. Dan hangt het van de nauwkeurigheid af of je iemand kan vinden.

Volgens het artikel kan zelfs ademhaling gedetecteerd worden, dus moet de verstekeling doodstil wel heel letterlijk nemen.

Niet per sé: Als ik het goed lees, moet je het apparaat in contact brengen met het metaal. Dus een verstekeling in een metalen doos in een container is veilig..

Da's niet gezegd waar.

Kan mij er iets bij voorstellen hoe e.e.a. werkt.
Ik vraag mij alleen af als je in die betreffende container weer een kartonnen doos zet waarin iemand zit of dit dan ook gedetecteerd wordt.

Ja dat werkt gewoon. Het idee is dat ze met referentie werken. Je stuurt eerst 1 signaal en meet de akoestische waarden van dat signaal. ( Je referentie punt. ) Vervolgens zend je een tweede signaal naar binnen. Als dat tweede signaal verschilt van de eerste, heeft iets binnenin bewogen. En dan maakt het niet zoveel uit wat er zich allemaal in die vrachtwagen bevind, het gaat om het verschil tussen de signalen niet om de absolute waarde van het signaal.

Maar de beweging of gemaakte beweging IN die kartonnen doos zal wellicht wel een heel erg kleine afwijking geven tov een bewogen/bewegende doos.

Door het apparaatje op een metalen muur te bevestigen kunnen de signalen de oversteek maken naar de andere kant. Reflecties van die signalen worden vervolgens weer opgevangen.

De methode is afhankelijk van het reflecterend vermogen van het systeem. Dan zal het slecht werken bij een volle vrachtwagen omdat de akoestische signalen worden gedempt, hoe meer verstekelingen hoe meer demping. Hogere frequenties worden ook meer gefilterd dan lagere.

Hoe meer verstekelingen hoe meer beweging, hoe meer de frequentie dat reflecteert afwijktafwijkt van elkaar (of de referentie)

Er zullen vast spullen / goederen zijn die het systeem onbruikbaar (/ onbetrouwbaar) kunnen maken

Er is al een hartslagmeter, die 'ziet' een hartslag in een vrachtwagen. Volgens chauffeurs richting Calais de snelste controle om mensen te detecteren in een vrachtwagen: motor uit, ook vd koeling. Meetkastje erin en binnen 1 minuut weer door.
Ik zie dus niet wat dit zal toevoegen.

1 minuut per vrachtwagen is te veel.

Dus systeem wat sneller werkt zal omarmd worden.

""krachtige akoestische sensoren". Ik zou het zelf eerder benoemen als gevoelige akoestische sensoren

Controleert men kritieke metalen structuren niet ook met akoestiek op metaalmoeheid?

Toch knap wat ze allemaal uitvinden.
Vraag me toch af als de verkeerde mensen (dictators) dit ooit gebruiken om bepaalde mensen te vinden. Je kunt je gewoon nergens meer verstoppen.

Dit is dus gewoon sonar maar dan op een andere manier geïmplementeerd.

Nee dus.