Công nghệ vi sóng cho phép nhìn xuyên tường

Các nhà nghiên cứu phát triển hệ thống có thể quét khu vực lớn cỡ căn hộ và tìm vật thể nhỏ tới một milimet trong vòng vài micro giây.

Hiện nay, nhóm nghiên cứu ở Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST) tạo ra hệ thống quét radar mới sử dụng cấu hình trái ngược, với một thiết bị thu và nhiều thiết bị phát. Hệ thống vô tuyến mới có thể tạo ra hình ảnh và video theo thời gian thực, ngay cả khi vật thể ẩn sau bức tường hoặc di chuyển ở tốc độ siêu thanh. Công nghệ này có thể cho phép nhân viên phản ứng nhanh tìm người dễ dàng hơn ở tòa nhà đang cháy chứa đầy khói hoặc theo dõi mảnh vỡ rơi nhanh trong không gian. Các nhà nghiên cứu báo cáo chi tiết về hệ thống mới trên tạp chí Nature Communications hôm 25/6.

Công nghệ vi sóng cho phép nhìn xuyên tường
Công nghệ vi sóng có thể giúp lính cứu hỏa tìm người mắc kẹt trong tòa nhà đang cháy. (Ảnh: Pixabay).

Hệ thống của NIST hoạt động dựa vào vi sóng. Vi sóng là sóng điện từ có bước sóng dài hơn tia hồng ngoại, nhưng ngắn hơn sóng vô tuyến. Chúng được sử dụng trong radar, chẳng hạn thiết bị theo dõi tốc độ xe trên đường thường ứng dụng vi sóng. Nếu thu nhỏ bước sóng vi sóng hàng chục nghìn lần từ vi sóng ngắn nhất, chúng ta có ánh sáng khả kiến. Tất cả đều nằm trong quang phổ điện từ và về cơ bản không có khác biệt nào giữa chúng ngoại trừ vi sóng.

Loading...

Nhưng vi sóng cũng có một số lợi thế so với ánh sáng về mặt tạo ra hình ảnh. "Rõ ràng, chúng ta không thể nhìn xuyên qua bức tường bởi loại bước sóng mà mắt người quen thuộc không xuyên qua những vật thể như vậy", Fabio da Silva, thành viên nhóm nghiên cứu ở NIST, cho biết. "Tuy nhiên, nếu sử dụng bước sóng dài hơn như vi sóng, bạn có thể nhìn xuyên tường".

Trên thực tế, đó là lý do tại sao bộ định tuyến có thể truyền tới mọi ngóc ngách trong nhà hoặc điện thoại di động bắt được tín hiệu dưới lòng đất, bởi chúng kết nối với mạng Internet nhờ vi sóng truyền xuyên qua tường và nền nhà. Điều đó cũng có nghĩa hệ thống mới của nhóm nghiên cứu có thể xuyên qua vật liệu tương đối dày như tường khô và bê tông, đồng thời không bị cản trở bởi thời tiết bất lợi như mây dày và mưa.

Tuy nhiên, radar truyền thống không hoạt động tốt trong việc nhanh chóng tạo hình ảnh chi tiết. Để thu được hình ảnh, hệ thống radar thường cần quét kiểu chiếu sáng, làm chậm quá trình chụp ảnh, theo Mohammadreza Imani, nhà nghiên cứu chụp ảnh vi sóng, giáo sư ở Đại học Arizona, cho biết.

Nhóm nghiên cứu ở NIST muốn chế tạo một hệ thống có thể vượt qua hạn chế đó. Họ lấy cảm hứng từ thiết bị mới mang tên "camera pixel đơn", loại camera không có thấu kính. Chúng truyền ánh sáng, sử dụng thiết bị dò siêu nhạy và siêu nhanh để đo thời gian ánh sáng truyền trở lại.

Một bộ phận quan trọng khác trong hệ thống của nhóm nghiên cứu dựa vào cách thức sóng va đập vào các vật thể để truyền tới thiết bị thu tín hiệu, gọi là kỹ thuật light-in-flight. Ngoài chụp ảnh, kỹ thuật này còn được sử dụng trong phần mềm đồ họa 3D để tạo ra nhiều hình ảnh thực tế hơn. Nhóm nghiên cứu ở NIST điều chỉnh kỹ thuật để hoạt động với vi sóng.

Đối với da Silva và đồng nghiệp, trở ngại lớn là tích hợp tất cả ý tưởng thành hệ thống quét có thể sử dụng được. Vì vậy, họ cần sự hỗ trợ từ định vị vệ tinh (GPS). Nhóm nghiên cứu sử dụng nhiều nguồn vi sóng và một đầu nhận, dựa vào thuật toán vi tính để kết nối tất cả với nhau.

Kết quả là một hệ thống có thể quét khu vực lớn cỡ căn hộ trên trung bình, sau đó tìm vật thể nhỏ tới một milimet trong vòng vài micro giây. Các nhà nghiên cứu hy vọng có thể sử hệ thống cho các ứng dụng tương tự radar như theo dõi vật thể di chuyển nhanh gấp 5 lần tốc độ âm thanh, bao gồm mảnh vỡ từ vụ nổ hoặc thiên thạch.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Vải thông minh làm mát cơ thể dưới trời nắng

Vải thông minh làm mát cơ thể dưới trời nắng

Vải siêu mát mới tản nhiệt và phản chiếu ánh sáng, giúp con người và vật dụng trở nên mát hơn vài độ khi ở ngoài trời.

Đăng ngày: 12/07/2021
Các chuyên gia chế tạo thành công loại băng có thể uốn cong

Các chuyên gia chế tạo thành công loại băng có thể uốn cong

Các chuyên gia chế tạo sợi băng có đường kính vài micromet với độ biến dạng đàn hồi cao, gần như uốn được thành vòng tròn mà không gãy.

Đăng ngày: 12/07/2021
Robot len lỏi trong đống đổ nát toà chung cư tìm kiếm nạn nhân mất tích

Robot len lỏi trong đống đổ nát toà chung cư tìm kiếm nạn nhân mất tích

Robot giúp tìm kiếm cứu hộ cứu nạn của Teledyne Flir gồm 2 loại, có tên gọi FirstLook và PackBot 510, với thiết kế trông khá thô kệch nhưng siêu nhẹ.

Đăng ngày: 12/07/2021
Trung Quốc chế tạo máy tính lượng tử mạnh nhất thế giới

Trung Quốc chế tạo máy tính lượng tử mạnh nhất thế giới

Một nhóm nhà nghiên cứu Trung Quốc vượt qua Google khi chế tạo máy tính lượng tử hoàn thành phép tính trong hơn một giờ thay vì 8 năm như máy tính thông thường.

Đăng ngày: 08/07/2021
Phát triển thành công thiết bị điện tử mỏng nhất thế giới

Phát triển thành công thiết bị điện tử mỏng nhất thế giới

Các nhà khoa học phát triển một thiết bị tí hon chỉ dày bằng hai nguyên tử, có thể sử dụng để lưu trữ thông tin.

Đăng ngày: 08/07/2021
Vật liệu từ tính then chốt để tạo nên công nghệ 6G, làm tăng thành công tốc độ sản xuất lên 30 lần

Vật liệu từ tính then chốt để tạo nên công nghệ 6G, làm tăng thành công tốc độ sản xuất lên 30 lần

Các nhà khoa học vật liệu đã phát triển thành công phương pháp sản xuất epsilon sắt oxit và chứng minh tiềm năng cho các thiết bị viễn thông thế hệ mới.

Đăng ngày: 03/07/2021
Robot sẽ sớm có khả năng sinh sản, thách thức quan niệm về tiến hóa

Robot sẽ sớm có khả năng sinh sản, thách thức quan niệm về tiến hóa

Các robot con được tạo ra bằng cách kết hợp các mã di truyền số (digital DNA) từ hai robot cha mẹ trên máy tính.

Đăng ngày: 30/06/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News