単純な無線受信機を用いることで、デジタルテレビなどで使用される広帯域信号の干渉パターンを分析し、人の動きを検知して歩行速度を推定することができます。物理的な物体によって信号の位相がどのように乱されるかを監視することで、壁越しであっても動きを特定することが可能です。最近のプロジェクトの著者は、この現象を「嬉しいパラノイア」と表現しています。
選択的フェージングの仕組み
主なソースでは、直接の信号が強い反射によって打ち消される「選択的フェージング」と呼ばれる現象について説明されています。これらの反射の位相は周波数に依存するため、この効果は信号全体に一様に現れるわけではありません。
この画像は、人の動きによって引き起こされる選択的フェージングのパターンを観察するための出発点となる、安定した無線信号の視覚的なベースラインを提供します。
この状態は、周囲のあらゆる動きに対して極めて敏感です。人が信号の経路を通り抜けると、わずかな乱れが生じ、それがスペクトログラムや「ウォーターフォール」プロットにおいて独特のストライプとして現れます。
これらのストライプの間の隙間は、反射が残存信号を完全に打ち消すときに具体的に発生します。これは、経路の長さが正確に1波長変化するたびに起こります。
「ストライプの間の隙間は、反射が残存信号を完全に打ち消すときに発生し、それは経路の長さが1波長変化するたびに起こります。」
— Your TV can see through walls:
無線波からの動きの算出
著者は、Ettus USRP B200を使用してATSCデジタルテレビ信号を記録することでこれを実証しました。隣の部屋を歩きながら信号を観察することで、動きを一連のストライプとして視覚化することができました。
速度を算出するために、著者はストライプ間の間隔（約70ピクセル）を測定し、それをウォーターフォールの更新レート（150 Hz）と比較しました。これにより、歩行速度を1.3 m/s、つまり約4.6 km/hと特定することができました。
著者は、この手法がWiFiやLTEを含むあらゆる広帯域無線信号に適用できると述べています。しかし、これらの信号はウォーターフォールが「乱れやすく」、同じデータを抽出するにはより多くの努力を要することが多いです。
コミュニティの議論とより広い背景
Hacker Newsの議論では、コメントしたユーザーはこれが新しい概念ではないと指摘しました。一部のユーザーは、アナログ地上アンテナが歴史的に物理的な近接によって影響を受けてきたことを指摘しており、その事実はしばしばフィジカル・コメディ（身体的喜劇）で利用されています。
numlock86というハンドルネームのコメント主は、同様の原理が光ファイバーケーブルにも適用されると示唆しました。音波がケーブルを十分に「曲げる」ことで測定可能になり、再び音声信号に変換できるという内容です。他のユーザーは、RF信号が4Gデータを使用して交通量を推定する研究に使用されていることも言及しました。
議論ではプライバシーへの影響も強調されました。ThePumpkinGodというハンドルネームのコメント主は、悪意のある者がこれらの手法を使用して誰かが家にいるかどうかを判断する可能性があると指摘しました。また、darkwaterというハンドルネームのコメント主は、なぜこのような「魔法のような」存在検知がHome Assistantのようなスマートホームシステムにすでに統合されていないのかと疑問を呈しました。