US-Forscher nutzen Musik von Smartphones zur Personenortung

Wissenschaftler der Universität Washington haben ein von ihnen Covertband genanntes Programm entwickelt, mit dem sich Bewegungen von Personen im Raum mittels Sonar ermitteln lassen. Zum Aussenden und Empfangen der dazu erforderlichen Tonsignale im Bereich zwischen 18 und 20 kHz nutzen die Forscher handelsübliche Endgeräte. Die erforderliche Software ließe sich auch vom Nutzer unbemerkt auf die Geräte aufspielen.

In ihren Versuchen haben die Forscher ihrem Bericht (PDF) zufolge ein Samsung Galaxy S4 sowie ein vernetztes Fernsehgerät von Sharp verwendet. Das Covertband genannte, von den Forscher entwickelte Programm hat diese Geräte dann in Sonaranlagen umgewandelt. Möglich wäre das aber auch mit anderen Smartphones, Tablets, Smart-TVs oder gar Assistenztechnologen wie Amazon Alexa und Google Home.

Sobald Coverband auf dem Endgeräte installiert ist, verbreitet es über dessen Lautsprecher in Musikstücke eingebettete Tonsignale im Bereich zwischen 18 und 20 kHz. Die Bewegung der Personen in der Umgebung lässt sich dann anhand der Reflektion der Schallwellen ermittelt, die über die Mikrofone aufgefangen werden. Das System arbeitet dabei ähnlich wie die Sonar-Anlage eines U-Boots.

Sonar-Ortung mit Smartphone bis auf wenige Zentimeter möglich

Die Standortbestimmung funktioniert sowohl im selben Raum, in dem sich das sendende Geräte befindet als auch im Nachbarraum – zumindest in den USA, in Deutschland mag das aufgrund der solideren Bauweise nicht immer möglich sein. Die Standortbestimmung im Raum ist den Forschern zufolge mit hoher Präzision möglich. Bei einer sich bewegenden Person liegt der Fehler lediglich bei 18 Zentimetern, eine stehende oder sitzende Person kann mit einer Abweichung von nur 8 Zentimetern geortet werden.

Die maximale Entfernung, über die eine Person korrekt geortet werden kann, ist ohne Hindernisse sechs Meter. Bei einer dazwischenliegenden Mauer reduziert sie sich auf drei Meter. Außerdem konnten die Forscher Bewegungen der lokalisierten Person identifizieren. So erkannten sie etwa korrekt ob sie Liegestützen machte, sich nach vorne beugte, ob sie ging oder ob sie rannte.

Laut Informatikprofessor Shyamnath Gollakota, der an den Untersuchungen beteiligt war, ist es das erste Mal, dass gezeigt werden konnte, dass sich vernetzte Endgeräte mittels davon ausgesendeter Musik als Sonar-System verwenden lassen. Außerdem sei es das erste Mal, dass eine Überwachung durch Hindernisse wie eine Mauer hindurch möglich war, ohne Spezialausrüstung zu nutzen.

[mit Material von Jacques Cheminat, silicon.fr]