IMWU-nlDette er fremtidens usynlige kameraer
NyheterSkjulte kameraer blir vanskeligere å få øye på: Gamle, stive spion gadgets du måtte skjule under et tykt kappe, har blitt erstattet små enheter i spissene på penner som leverer direkte HD-video. Snart, takket være ny teknologi, kunne spycams til og med være helt usynlig.
Men la oss gå tilbake i tid litt, til den tid hvor spion gadgets var synonymt med Bond og U.N.C.L.E. Tidlig skjulte kameraer var en av de kuleste og mest geniale, i sin egen rett. Stasi-koffertkameraet, som ble brukt på 1970-tallet, skryte infrarød film og et blunk som ikke var detekterbart for det menneskelige øye, men det var så stort at du måtte kaste det rundt i - du gjettet det - en koffert. Hvis noen så på innsiden, ble du busted.
Dagens skjulte kameraer (dessverre mindre kitsch, men eksponentielt mer fantastisk) er mer sofistikerte - mindre, mindre åpenbare, og produserer bilder av høy kvalitet. De fleste er skjult i vanlig syn, skjult i hverdagens gjenstander, for eksempel det ovennevnte pennekameraet fra Hammacher Schlemmer. Det er mange eksempler: Du kan kjøpe kameraer gjemt inne i alt fra vannflasker til kappekroker.
Men med alle disse kameraene kan du se dem hvis du ser nøye ut.
Teknologien er i ferd med å forandre det. Forskere over hele verden finner nye måter å gjøre kameraer mindre; fra objektivløse kameraer som er mindre enn pennpunktet, til kameraer som kan se rundt vegger (ja, virkelig), dette er spion kamerateknologien som blir jobbet på når vi abseil vår vei gjennom det 21. århundre - og vi Jeg vil finne ut hvor sannsynlig det er å skremme oss ved sin nærvær (eller mangel på det) i nær fremtid.
Går miniatyr
Forskere begynner å fjerne linsene fra kameraer i et forsøk på å gå veldig lite. Det amerikanske forskningsfirmaet Rambus Labs utvikler små objektivfrie bildesensorer som bare er 200 mikrometer tykk - det er mindre enn pennpunktet..
Måten dette er gjort mulig er å ta bilder litt annerledes. Normale digitale kameraer fokuserer lys på en sensor, som bryter bildet inn i millioner av piksler og gjenskaper dem digitalt.
Rambus sensoren har en mikroskopisk rist foran den, noe som får lyset til å spiral inn i forskjellige mønstre og treffer sensoren fra alle vinkler. Bildet er ikke gjenkjennelig på dette punktet - det ser ut som en gigantisk sløring - men programvare kan dekode det til noe synlig.
Implikasjonene av en så liten linse er åpenbare for spycams - sensoren er nesten uoppdagelig for det menneskelige øyet - og Rambus sa det kunne potensielt brukes til video i fremtiden. Selskapet fortsetter å utvikle sensorer, og nylig annonsert at de nå har muligheten til å måle temperatur også. Se på dette rommet - eller prøv å, uansett.
Fallende flat
Rambus er ikke den eneste gruppen som går miniatyr ved å fjerne kameralinser. Rice University i Houston, Texas, har utviklet FlatCam, et kamera som er i stand til å produsere 512 × 512 bilder - imponerende, vurderer at det bare er en halv millimeter tykk.
Det er en enkel enhet: en bildesensor under et rutenett som er dekket i hull. Hvert hull gjør det mulig for forskjellige lys å treffe sensoren, og den informasjonen behandles deretter - med en stasjonær datamaskin for nå - til et bilde.
Forskerne realiserte umiddelbart implikasjonene for sikkerhet, kommenterte i deres papir om arbeidet i november 2015: "Den tynne formfaktoren og lave kostnader for objektivfrie kameraer gjør dem ideell for mange applikasjoner under overvåkning".
Strøm ut av tynn luft
Skjulte kameraer trenger strøm - og det smelter dem ofte ut. Batterier tar opp plass, og strømledninger er neppe oppslukkende. Forskere fra University of Washington har kommet opp med en løsning: I fjor utviklet de PoWiFi, et system som drev et batterifritt kamera med bare en Wi-Fi-router i ekte hjem (Asus RT-AC68U).
De lagde en "hogst", som gjør et normalt 2,4 GHz Wi-Fi-kanalsignal til strøm. Den inneholder en likeretter som konverterer WiFi til likestrøm (DC), og deretter en DC-DC-omformer som øker spenningen, skaper nyttig strøm.
For å sikre at høsteren får et kontinuerlig Wi-Fi-signal (og dermed strøm), laget teamet en sender som sendte ut ekstra "power traffic" fra ruteren på hver Wi-Fi-kanal, slik at høsten oppdager kontinuerlig trafikk - derfor alltid produserende kraft.
Det var høyt nok til at kamerasensoren kunne ta bilder med jevne mellomrom hvert 35 minutt. Det er noen få fanger - kameraet fungerte bare hvis det var innen 17 fot av ruteren, og bildene var svart og hvitt, 176 × 144. Men det er en god start, og teamet hevder det "kunne integrere kameraet med bevegelses- detektorsensorer ".
Det er lovende for skjulte kameraer i hjem: flere små kameraer som aldri trenger batteribyte, aktivert av bevegelse.
Flyr i stedet for spioner
Har du noen gang hørt om MAV? Micro air vehicles (til deg og meg) er små droner brukt i militæret som spycams - den britiske hæren bruker Black Hornet å speide fremover i feltet uten å bli sett. Utvikling av denne typen uoppdagelig teknologi er stor virksomhet.
Universitetet i Southampton, for eksempel, tester MAVer som har membranøse, flapping vinger, basert på fladderfysiologi. De er mer aerodynamiske, mer økonomiske å kjøre, og kan reise lengre avstander. Det er den typen teknologi som kan gjøre veien til forbrukermarkedet sharpish.
Det er et forsøk på å gjøre MAVer mindre også: Harvard-forskere har skapt en flygende robot med en vinge på 3 cm. De har ikke blitt testet med kameraer ennå, men det er ikke vanskelig å forestille seg å kombinere MAVs droner med små kameraer for å produsere spycams som du enkelt kan feire for en livlig fly.
Vi ser allerede droneprodusenter som dimensjonerer produktene sine: Axis har nylig slukket en drone som kan passe i håndflaten din, og tar opp video på 420p, ettersom trenden nedover i størrelse fortsetter.
Går rundt bøyningen
I mangel av spionbriller som lar deg se gjennom vegger, har forskere ved Heriot-Watt University og University of Edinburgh kommet opp med det nest beste: et kamera som kan se rundt vegger.
Enheten sender en laserpuls på gulvet nær hjørnet det prøver å "se" rundt. Laseren sprer seg i alle retninger, og noen av det spretter av et objekt - i forsøket laget laget, flyttet leketøy lastebil i en liten figur som produserer et "ekko".
Det reflekterte lyset blir da plukket opp av et kamera, en enkeltpiksel lavin diode array (SPAD). Det er veldig følsomt - det kan oppdage en enkelt foton av lys og registrere det reflekterte lyset som kommer tilbake på 20 milliarder bilder per sekund i sitt synsfelt.
Hvert objekt i et rom produserer et ekko - veggene, laserutsenderen osv. - men kameraet kan skille mellom det spesifikke ekkoet av et bevegelige objekt, fordi det alltid skifter, hvor de andre er statiske.
Ved å måle tiden det tar mellom laserpuls og ekkoet når kameraet, så vel som formen av ekkoet, kan laget spore bevegelige objekter i sanntid.
Det er rudimentært for nå - det bevegelige objektet må være nær hjørnet, og det er ingen måte å rekonstruere bildet i 3D enda. Men teamet jobber med det, og åpenbart innser at teknologien kan spille en rolle i overvåking.
Brukes av små piksler for å forbedre bildekvaliteten
Hvis vi vil ha små kameraer, antar vi at vi må sette opp lavere bildekvalitet, akkurat?
Kanskje ikke. Ved hjelp av en ny type piksel gjør forskere ved Dartmouth College små små kameraer som skarpe skarpe bilder.
Under oppdrag av Eric Fossum - oppfinner av CMOS-sensoren, som brukes i praktisk talt alle smarttelefoner og kameraer, bygger teamet på Thayer School of Engineering en ny type bildesensor som kan fungere spesielt godt i svake lysforhold, kalt Quanta Image Sensor (QIS).
De bruker en ny type ultra-liten piksel, kalt et jot. Jotene er så små at de hver kan fornemme en enkelt foton av lys - og du kan ha 1 milliard av dem på QIS.
Så hvordan forbedrer dette bildekvaliteten? Vel, når en foton treffer en bildesensor, blir den kjemisk reaksjon, og frigjør en elektron. Jottene på QIS er så følsomme at de er i stand til å fornemme disse enkelt-elektronene - og det har store implikasjoner for bildebehandling der det ikke er mye lys rundt.
Mens denne undersøkelsen ikke vil gjøre kameraene mindre, vil det gjøre små kameraer bedre. Det er fortsatt et "proof of concept", men ifølge forskerne er målet å få denne teknologien ut til forbrukerne, så vi trenger ikke å forestille seg små spion kameraer som kan få kvalitetsbilder i mørket - de vil være virkelige enheter hvis forskningen fortsetter.
Så er vi på kanten av en spycam-revolusjon?
Forskning som gjør kameraer mindre vil være "evolusjonær", snarere enn revolusjonerende, ifølge Dr Roelof van Silfhout, foreleser i Embedded Vision Systems ved Manchester University.
Eric Fossums forskning på små piksler er et godt eksempel på dette - det er konseptuelt (med stort potensial), men det kommer ikke til å vises online for å kjøpe når som helst snart.
I en lignende undersøkelse ser en av dr. Van Silfhouts kolleger på å gjøre piksler "mer intelligente" ved å gi hver piksel sin egen prosessor. Det legger ikke til størrelsen på et kamera, sier han, fordi du kan stable dem opp i et rutenett som ligger direkte under en flat sensor.
Den andre form for "skjulte" kameraer - når de er skjult rundt et hjørne - er en veldig "merkelig" måte å gjøre ting på, sier van Silfhout. Mens undersøkelsen med laser kameraer ved University of Edinburgh "hevet et øyenbryn" i den akademiske verden, vil det ikke oversette til den virkelige verden for en god stund.
"Jeg forventer ikke at du snart vil ha et kamera, som vil ta detaljerte bilder av hva som er rundt hjørnet, slik at forskningen er hinting. De signalene de samler er veldig svake, sier han.
Så hvor langt er vi borte fra et skjult kamera gjennombrudd? Dr. Van silhout forventer at lensless kameraer skal lede veien. Hva vil bestemme deres suksess, sier han, er hvordan disse kameraene brukes: gjennombruddene kommer gjennom metoden for avbildning, ikke maskinvaren, spår han.
"Det er en kontinuerlig innsats. Jeg ser ikke plutselig [tenker] vi får et kamera som er ti ganger mindre. Det vi får, er nye måter å se på ting, 3D, stereoskopisk bildebehandling og mye av det vil bli drevet av applikasjoner, sier han.