Through-Wall Sensing

Lectura en audio de esta entrada.

Perspectivas generales

La detección a través de paredes es la categoría institucional de la metodología de vigilancia que detecta, localiza y caracteriza la presencia y la actividad humana detrás de las paredes interiores y las barreras estructurales sin entrar en el espacio objetivo.

El enfoque técnico se divide en dos categorías que convergen en el mismo producto de vigilancia. El radar activo a través de la pared emite una señal de radar diseñada para penetrar en las paredes interiores y reflejarse desde los cuerpos humanos y otros objetos internos sustanciales. La detección pasiva basada en WiFi utiliza el entorno de señal WiFi de 2.4 GHz y 5 GHz ya existente para detectar cuerpos humanos a partir de sus efectos en los patrones de propagación de la señal WiFi ambiental. Ambos producen un producto de Vigilancia operacionalmente equivalente. Las diferencias están en el modo de detección (activo vs. pasivo), el rango operativo (típicamente 3050 pies para el radar activo; para la detección basada en Wi-Fi variable) y la visibilidad al objetivo (el radar activo emite un señal detectable; la sensorización WiFi pasiva es invisible para el espacio objetivo).

El contexto institucional para la aparición posterior a 2002 de la detección a través de paredes fue el interés operativo de las fuerzas del orden y militares en la inteligencia previa a la entrada en un espacio objetivo.

Los orígenes del radar a través de la pared

La trayectoria de desarrollo para el radar a través de paredes se remonta a la investigación militar estadounidense de finales de la década de 1990 sobre los requisitos operativos de combate urbano. El contexto institucional definitorio fue la Batalla de Mogadiscio de 1993 y el reconocimiento más amplio de que los futuros grandes compromisos operativos militares estadounidenses ocurrirían en entornos urbanos donde la recopilación de inteligencia militar convencional era inadecuada.

El patrón de investigación a lo largo de 1995-2002 produjo el primer producto de radar a través de paredes desplegado operacionalmente el radar PulsON de Time Domain Corporation, introducido aproximadamente en 2002 y la línea de productos Camero Tech Xaver emparejada, introducida aproximadamente en 2004 por la empresa israelí. El desarrollo posterior en el período posterior a 2002 produjo la evolución sucesiva del producto: la línea del producto Range-R en L-3 Communications CyTerra (posteriormente L3Harris); las variantes evolucionadas del producto Xaver (Xaver 100 portátil, Xaver 400,Xaver 800); y productos comerciales adicionales de proveedores adyacentes.

Desarrollo de sensores basados en WiFi

El camino de desarrollo para la detección basada en WiFi se remonta a la investigación académica en el MIT CSAIL bajo la dirección de la profesora Dina Katabi a lo largo del período 2013-presente. El documento fundacional See Through Walls with WiFi! por Fadel Adib y Dina katabi en la conferencia ACM SIGCOMM 2013 demostró la primera capacidad operativa de registro público para detectar cuerpos humanos a través de paredes utilizando señales WiFi existentes.

El patrón de investigación CSAIL posterior del MIT produjo una serie de publicaciones importantes:

• **2013 See Through Walls with WiFi!el documento fundamental que demuestra la detección de presencia a través de las paredes. -2015 "RF-Capture" Captura de la postura humana en 3D a través del muro. **2018 Estimación de la posición humana a través el muro utilizando señales de radio (RF-Pose)estimación de postura 3D basada en el aprendizaje profundo a través las murallas.2015 Vital-Radiomonitoreo de la frecuencia cardíaca, la respiración y la biometría a traves de paredes (Adib et al., ACM CHI 2015).2020 documentos posteriores** identificación individual basada en la marcha a travez de las murals y extensiones de capacidades adicionales.

La cohorte académica más amplia a través de laboratorios de investigación adicionales Stanford, Carnegie Mellon, la Universidad de California en Los Ángeles, y la cohort académico europea más amplia ha expandido el patrón de investigación y desarrollo de detección basado en WiFi. El desarrollo comercial en el período posterior a 2018 ha sido liderado por Emerald Innovations, spin-off de MIT CSAIL, centrado en aplicaciones de monitoreo médico, y por participantes comerciales adicionales. [1] [2] [3]

Compromiso institucional de la DARPA

El compromiso institucional de DARPA con la detección a través de paredes a lo largo del período posterior a 2010 ha sido sustancial. Los principales programas de DArPA han incluido el programa VisiBuilding (mediados a finales de la década de 2000), que se dirigió explícitamente a la imagen de edificios a través del muro para aplicaciones de combate urbano, y programas relacionados adicionales. El compromiso de Darpa es la principal inversión del gobierno en el panorama más amplio de investigación y desarrollo de detección por paredes.[1]

Características operativas del radar activo a través de la pared

El principal producto comercial de radar a través de paredes es el radar L-3 Communications CyTerra Range-R (comercializado bajo L3Harris después de la fusión de 2019). Las características operativas documentadas incluyen: rango operativo de aproximadamente 30 50 pies por paredes interiores típicas; detección de la presencia humana y el movimiento con precisión sub-métrica; no detectar objetivos humanos estacionarios (Range-R es más efectivo contra objetivos en movimiento); un factor de forma de mano o montado en un poste de aproximadamente 2 libras de peso; y un patrón de despliegue típico antes de la incursión en el que el oficial de desplegamiento se posiciona en el perímetro del espacio objetivo.

La línea de productos Camero Tech Xaver emparejada ofrece características más capaces. El Xaver 100 portátil proporciona características operativas similares a las de Range-R. La Xaver 400 proporciona imágenes 3D a través de paredes significativamente desarrollada más allá de la capacidad de detección de presencia de la Range- R.

Características operativas de la detección pasiva basada en WiFi

Las características operativas de detección basadas en WiFi desarrolladas por la investigación académica varían en toda la cohorte de investigación, pero incluyen: rango operativo de aproximadamente 20 40 pies a través de paredes interiores típicas; detección de múltiples objetivos simultáneamente; Detección de la postura, la marcha, la frecuencia cardíaca y la respiración a través del análisis de patrones de señales de RF extraídos; y un patrón de implementación que utiliza infraestructura de enrutador WiFi ya implementada (el costo de despliegue es cero más allá de lo que ya proporciona la infraestructura del router implementada).

Las características compartidas en ambos enfoques técnicos son: capacidad operativa sin línea de visión, la capacidad institucional que define la categoría; no se requiere permiso del espacio objetivo, con la consecuencia de que el espacio objetivo no puede detectar ni impedir la actividad operativa de la parte que despliega; y una lista de categorías de productos más amplia (presencia, conteo, ubicación, movimiento, postura, marcha, frecuencia cardíaca, respiración) que la que produce la metodología de vigilancia convencional.

Despliegues documentados

La posición institucional revelada fue que la política de los Alguaciles de los Estados Unidos a lo largo del período anterior había sido que la autoridad de la orden no era necesaria para el despliegue de Range-R, en la posición institucional de que el Rango-R solo detectaba presencia y movimiento sin imágenes detalladas.[1]

El compromiso institucional del FBI con la metodología de detección a través de paredes a lo largo del período posterior a 2014 ha incluido el despliegue operativo del Equipo de Rescate de Rehenes, el desploje más amplio de la oficina de campo del FBI y el patrón institucional desarrollado de despliegues previos a las redadas como práctica estándar.

El despliegue documentado de detección a través de paredes en las cohortes estatales y locales de aplicación de la ley de los Estados Unidos se ha expandido en el período posterior a 2014. Las categorías de implementación más documentadas incluyen SWAT y unidades tácticas (inteligencia previa a los ataques), investigaciones de narcóticos (intelijencia previa a la orden de búsqueda) y operaciones de detención de fugitivos. [1]

El despliegue documentado de las Fuerzas de Defensa de Israel de los productos de Camero Tech Xaver en el período posterior a 2008 ha incluido un uso operativo importante en contextos de combate urbano (engajamientos en Gaza y Líbano). El despleo más amplio de productos de camero tech en cohortes nacionales adicionales (el ejército indio y otras cohortas asiáticas y europeas) ha expandido el patrón de despliegues internacionales.

La posición de registro público es que el despliegue operativo de detección basado en WiFi por parte de las principales cohortes institucionales aún no está documentado a una escala equivalente al patrón de despliegues de radar activo. El registro de investigación académica es extenso; el registro de implementación comercial se está desarrollando; el récord de implementaciones gubernamentales está clasificado o aún no se ha revelado.

Kyllo contra Estados Unidos y la Cuarta Enmienda

La decisión del 11 de junio de 2001 de la Corte Suprema de los Estados Unidos en Kyllo contra Estados Unidos, 533 U.S. 27 (2001), es el precedente definitivo de la Cuarta Enmienda sobre la vigilancia a través de paredes. El caso involucró el despliegue de equipos de imágenes térmicas por parte de agentes del Departamento del Interior desde una posición pública en la calle para detectar luces de cultivo de marihuana dentro de un espacio residencial. Por una mayoría de 5-4 autorizada por el juez Antonin Scalia, la Corte sostuvo que la implementación sin orden de imagen térmica contra un espacio residential constituía una búsqueda de la cuarta enmienda.

El lenguaje definitorio de la opinión de Kyllo fue que el despliegue de tecnología de detección no de uso público general para obtener información desde el interior de un espacio objetivo constituía una búsqueda de la Cuarta Enmienda.

La cuestión en disputa a lo largo del período posterior a 2014 ha sido la aplicación de Kyllo para el despliegue operativo de detección a través de paredes. La posición institucional del gobierno ha sido una construcción estrecha Kylo se aplica solo a las imágenes térmicas, y la detección de presencia Range-R queda fuera del precedente.

El registro de la corte federal a lo largo del período posterior a 2014 ha sido mixto y aún no se ha resuelto a nivel de la Corte Suprema. Algunas decisiones de los tribunales federales han sostenido que el despliegue de Range-R cae fuera de Kyllo; otros han mantenido que cae dentro. La posición del Tribunal Supremo sigue sin resolverse.

Fuentes y lecturas adicionales

Los nuevos radares de la policía pueden 'ver' dentro de las casas, USA Today, 19 de enero de 2015 la principal revelación inicial de Range-R. Kyllo v. Estados Unidos, 533 U.S. 27 (2001) el precedente de la Cuarta Enmienda que define la vigilancia a través de la pared. Dina Fadel Adib y Katabi, GA See Throughs with WiFi! Proceedings of the ACM SIGMCOM 2013 Conference, 2013 the foundational WiFi-based sensing paper.