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Per WLAN lassen sich Bewegungen überwachen

Die Idee klingt verrückt: Mit hochfrequenten Radio- und WLAN-Signalen kann man überwachen, was ein Mensch in einem Raum gerade macht. Auch eine Raumüberwachung ist mit solchen Techniken möglich, etwa als Schutz gegen Einbrecher. Forscher arbeiten derzeit sogar an einer Gesichtserkennung per elektromagnetischer Wellen.

Der Effekt ist lange bekannt und wurde schon zu Zeiten der IBM-Großrechner vor fast 50 Jahren von findigen Operatoren genutzt. So schaltete beispielsweise ein Operator eines IBM /3-Systems in Mönchengladbach zu Beginn eines stundenlang dauernden Suchlaufs ein Radio im Computerraum ein und empfing im UKW-Bereich die Störsignale des mit 100 MHZ arbeitenden Großrechners – Geräusche, die sich abhängig von den aktuellen Tasks verändern. So konnte der Mann genau heraushören, ob der Rechner noch auf den Platten las und schrieb oder ob er schon fertig war und wieder ein Eingriff des Operators nötig wurde.

Das Radio stand neben einem Babyfon, so dass der Mann nach dem Start des Programms nach Hause fahren und sich anderen Dingen widmen konnte. Um nachzuhören, ob der Lauf durch und seine Anwesenheit im Rechnerraum der Firma wieder nötig war, rief er das Telefon an, das Babyfon hob den Hörer mechanisch ab und er konnte in den Raum hineinhören. Waren die typischen Schreib-Lese-Geräusche nicht mehr zu hören, fuhr er wieder zu seiner Firma, um den Job abzuschließen.

Raumüberwachung mit Hilfe elektromagnetischer Felder

Der deutsche Forscher Stephan Sigg, Informatiker an der Universität Göttingen, macht im Grunde etwas ganz Ähnliches, wenn er sich die elektromagnetischen Wellen eines modernen WLAN zu Nutze macht. Allerdings will er nicht ermitteln, was das WLAN-Modul gerade macht, sondern feststellen, was Menschen tun, die sich in dem beobachteten Raum bewegen – oder eben nicht.

Wenn sich ein Mensch in einem elektromagnetischen Feld bewegt, ändert er die Amplituden der elektromagnetischen Wellen, die sich durch Reflektionen und Absorption deutlich verstärken oder abschwächen können, was man auch akustisch oder optisch überwachen kann. Sigg hat am National Institute of Informatics in Tokio mit seiner Arbeit begonnen und setzt sie jetzt in Göttingen fort. Auf seiner Netzseite berichtet er über die Forschung.

Einbrecher können durch ihre Bewegungen entdeckt werden

Sigg sieht viele Anwendungen für seine Forschungen, ganz besonders im Bereich Smart Home. In so einem „intelligenten“ Haus könnten sich Türen öffnen, wenn eine Person schnell durch den Raum geht. Die Heizung könnte wärmer werden, wenn jemand einen Raum betritt, das Licht könnte durch eine bestimmte Bewegung eingeschaltet werden. Wenn ein pflegebedürftiger Mensch stürzt, könnte der Rettungsdienst alarmiert werden und sogar Einbrecher könnten erkannt werden, wenn es Bewegungen zu einer Zeit gibt, zu der eigentlich niemand zu Haus sein sollte.

So verändern sich die Wellen, wenn ein Mensch in dem überwachten Raum liegt, steht oder geht. Quelle: Stephan Sigg

Allerdings geht das bei weitem noch nicht so präzise und sicher wie zum Beispiel bei Microsofts Kinect-Steuerung, die mit Kameras arbeitet. Deshalb muss die Grundlagenforschung zur Bewegungserkennung durch Reflektion und Absorption von Funkwellen noch einige Probleme lösen.

Der Weg zur algorithmischen Gestenerkennung

Eine internationale Arbeitsgruppe, der auch Stephan Sigg angehört, arbeitet an einer Gestenerkennung per Funk, bei der die Bewegungen von Personen in den Funkwellen durch einen entsprechenden Programm-Algorithmus erkannt werden sollen.

Michael Beigl und Markus Scholz von der Universität Karlsruhe und ihre Kollegen Yusheng Ji, Shuyu Shi und Stephan Sigg vom National Institute of Informatics in Tokio überwachen dabei die Aktivitäten von Menschen anhand von Laufzeitänderungen der empfangenen Funksignale.

Vom Unterscheiden eines leeren Raumes von einem, in dem ein Mensch liegt, geht oder steht bis hin zu einer sicheren Erkennung von Gesten, die dieser Mensch ausführt, ist es allerdings noch ein weiter Weg.

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