Verborgen camera's worden steeds moeilijker te herkennen: oude, flinke spionnengadgets die je moest verbergen onder een dikke jas zijn vervangen door kleine apparaten in de uiteinden van pennen die HD-video live streamen. Al snel kunnen spycams dankzij nieuwe technologie zelfs volledig onzichtbaar zijn.

Maar laten we een beetje teruggaan in de tijd, naar het tijdperk waarin spiongadgets synoniem waren met Bond en U.N.C.L.E. Vroege verborgen camera's waren een van de coolste en meest ingenieuze, op zichzelf staande camera's. De Stasi-koffertjecamera, die in de jaren zeventig werd gebruikt, had een infrarode film en een flits die niet te detecteren was voor het menselijk oog, maar hij was zo groot dat je hem erin moest slepen - je raadt het al - een koffertje. Als iemand naar binnen keek, was je kapot.

De verborgen camera's van vandaag (helaas minder kitsch, maar exponentieel meer geweldig) zijn geavanceerder - kleiner, minder voor de hand liggend en produceren afbeeldingen van hoge kwaliteit. De meeste zijn verborgen in het volle zicht, verborgen in alledaagse objecten, zoals de eerder genoemde pencamera van Hammacher Schlemmer. Er zijn veel voorbeelden: je kunt camera's kopen die verborgen zijn in alles van waterflessen tot kapstokhaken.

Maar met al deze camera's kun je ze zien als je goed genoeg kijkt.

Technologie staat op het punt om daar verandering in te brengen. Onderzoekers over de hele wereld vinden nieuwe manieren om camera's kleiner te maken; van lensloze camera's die kleiner zijn dan het punt van een potlood, tot camera's die rond muren kunnen kijken (ja, echt), dit is de geavanceerde spionagecamera die wordt bewerkt terwijl we ons een weg banen door de 21ste eeuw - en we Kom te weten hoe waarschijnlijk het is om ons bang te maken door de aanwezigheid (of het gebrek daaraan) in de nabije toekomst.

Miniatuur gaan

Kleine en lensloze camera's komen eraan. (Credit: Rambus)

Onderzoekers beginnen de lenzen van camera's te verwijderen in een poging om heel klein te worden. Amerikaans onderzoeksbureau Rambus Labs ontwikkelt kleine lensloze beeldsensoren die slechts 200 micrometer dik zijn - dat is kleiner dan het punt van een potlood.

De manier waarop dit mogelijk wordt gemaakt, is door iets anders te fotograferen. Normale digitale camera's richten licht op een sensor, waardoor het beeld in miljoenen pixels wordt gebroken en ze digitaal worden gereproduceerd.

De Rambus-sensor heeft een microscopisch rooster ervoor, waardoor het licht in verschillende patronen spiraalt en de sensor vanuit alle hoeken raakt. Het beeld is op dit moment niet herkenbaar - het lijkt op een gigantische vervaging - maar software kan het in iets zichtbaars decoderen.

De implicaties van zo'n kleine lens zijn duidelijk voor spycams - de sensor is vrijwel niet waarneembaar voor het menselijk oog - en Rambus zei dat het in de toekomst mogelijk voor video zou kunnen worden gebruikt. Het bedrijf blijft de sensoren ontwikkelen en heeft onlangs aangekondigd dat ze nu ook in staat zijn om de temperatuur te meten. Bekijk deze ruimte - of probeer het toch.

Vlakvallen

Flatcam is veel dunner dan een dubbeltje (Credit: RICE University)

Rambus is niet de enige groep die in miniatuur gaat door cameralenzen te verwijderen. Rice University in Houston, Texas, heeft de FlatCam ontwikkeld, een camera die 512 × 512 foto's kan produceren - indrukwekkend, aangezien deze slechts een halve millimeter dik is.

Het is een eenvoudig apparaat: een beeldsensor onder een rooster bedekt met gaten. Elk gat laat ander licht de sensor raken, en die informatie wordt vervolgens verwerkt - nu met behulp van een desktopcomputer - in een afbeelding.

De onderzoekers realiseerden zich onmiddellijk de implicaties voor de veiligheid en gaven in hun paper in november 2015 commentaar op het werk: "De dunne vormfactor en lage kosten van lensloze camera's maken ze bij uitstek geschikt voor vele toepassingen in bewaking".

Kracht uit het niets

Verborgen camera's hebben stroom nodig - en dat maakt ze vaak uit. Batterijen nemen ruimte in beslag en stroomleidingen zijn nauwelijks onopvallend. Onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben een oplossing bedacht: vorig jaar ontwikkelden ze PoWiFi, een systeem dat een batterijvrije camera voedt met alleen een wifi-router in echte huizen (de Asus RT-AC68U).

Ze maakten een "oogstmachine", die een normaal 2,4 GHz wifi-kanaalsignaal omzet in vermogen. Het bevat een gelijkrichter die de WiFi omzet in gelijkstroom (DC) en vervolgens een DC-DC-omzetter die de spanning verhoogt, waardoor nuttig vermogen wordt gecreëerd.

Om ervoor te zorgen dat de oogstmachine een continu Wi-Fi-signaal ontvangt (en dus stroom), heeft het team een ​​zender gemaakt die extra "stroomverkeer" van de router op elk wifi-kanaal uitzendt, zodat de oogstmachine continu verkeer detecteert - dus altijd vermogen produceren.

Het was voldoende krachtig genoeg dat de camerasensor elke 35 minuten periodiek foto's kon maken. Er zijn een paar pogingen - de camera werkte alleen als deze zich binnen 17 voet van de router bevond, en de afbeeldingen waren zwart en wit, 176 × 144. Maar het is een goed begin, en het team beweert dat het onze camera kan integreren met beweging. detectiesensoren ".

Dat is veelbelovend voor verborgen camera's in huizen: meerdere kleine camera's die de batterij nooit hoeven te veranderen, geactiveerd door beweging.

Vliegt in plaats van spionnen

Ooit gehoord van MAV's? Micro-luchtvoertuigen (voor jou en ik) zijn kleine drones die in het leger worden gebruikt als spionnen - het Britse leger gebruikt de Black Hornet om in het veld te verkennen zonder gezien te worden. Het ontwikkelen van dit soort niet-detecteerbare technologie is big business.

De Universiteit van Southampton test bijvoorbeeld MAV's met vliezige, klappende vleugels, gebaseerd op vleermuizenfysiologie. Ze zijn aerodynamischer, zuiniger in gebruik en kunnen langere afstanden afleggen. Het is het soort technologie dat zijn weg naar de consumentenmarkt scherp kan vinden.

Er is ook een inspanning om MAV's kleiner te maken: Harvard-onderzoekers hebben een vliegende robot gemaakt met een spanwijdte van 3 cm. Ze zijn nog niet met camera's getest, maar het is niet moeilijk je voor te stellen om MAVs-drones te combineren met kleine camera's om spycams te maken die je gemakkelijk zou kunnen aanzien voor een zoemende vlieg.

We zien nu al dat drone-fabrikanten hun producten afmeten: Axis heeft onlangs een drone uitgebracht die in de palm van je hand past en neemt video op met 420p, terwijl de trend naar beneden blijft in omvang.

De bocht om

Frickin 'laserstralen (Credit: Heriot-Watt University)

Bij afwezigheid van een kijker die je door muren laat kijken, hebben onderzoekers van de Heriot-Watt University en de Universiteit van Edinburgh het volgende ding bedacht: een camera die rond muren kan kijken.

Het apparaat stuurt een laserpuls op de grond in de buurt van de hoek die het probeert te 'zien'. De laser verstrooit in alle richtingen, en een deel ervan weerkaatst een voorwerp - in het experiment dat het team uitvoerde, een bewegende speelgoedauto die tegen een klein beeldje botste, waardoor een "echo" ontstond.

Dat gereflecteerde licht wordt vervolgens opgepikt door een camera, een Lawine Diode Array met één pixel (SPAD). Het is zeer gevoelig - het kan een enkel foton van licht detecteren en het gereflecteerde licht registreren dat terugkomt met 20 miljard beelden per seconde in zijn gezichtsveld.

Elk object in een kamer produceert een echo - de muren, de laserstraal, enz. - maar de camera kan de specifieke echo van een bewegend object onderscheiden, omdat dat altijd verandert, waarbij de anderen statisch zijn.

Door de tijd te meten die nodig is tussen de laserpuls en de echo die de camera bereikt, en de vorm van de echo, kan het team bewegende objecten in realtime volgen.

Het is voorlopig rudimentair - het bewegende object moet dicht bij de hoek staan ​​en er is nog geen manier om het beeld in 3D te reconstrueren. Maar het team werkt eraan en erkent duidelijk dat de technologie een rol kan spelen in de surveillance.

Gebruik van kleine pixels om de beeldkwaliteit te verbeteren

Als we kleine camera's willen, gaan we ervan uit dat we de lagere beeldkwaliteit moeten accepteren?

Misschien niet. Met behulp van een nieuw type pixel maken onderzoekers van het Dartmouth College kleine kleine camera's die scherpe foto's maken.

Onder leiding van Eric Fossum - de uitvinder van de CMOS-sensor, die wordt gebruikt in vrijwel alle smartphones en camera's - bouwt het team van de Thayer School of Engineering een nieuw type beeldsensor die bijzonder goed kan presteren bij weinig licht, genaamd Quanta Image Sensor (QIS).

Ze gebruiken een nieuw type ultrakleine pixel, een jota genoemd. Jots zijn zo klein dat ze elk één foton van licht kunnen voelen - en je kunt er 1 miljard van hebben op de QIS.

Dus hoe verbetert dit de beeldkwaliteit? Welnu, wanneer een foton een beeldsensor raakt, ondergaat het een chemische reactie en laat het een elektron vrij. De JOT's op de QIS zijn zo gevoelig dat ze deze afzonderlijke elektronen kunnen waarnemen - en dat heeft enorme gevolgen voor de beeldvorming waar er niet veel licht in de buurt is.

Hoewel dit onderzoek de camera's niet kleiner maakt, zullen kleine camera's beter worden. Het is nog steeds een "proof of concept", maar volgens de onderzoekers is het de bedoeling om deze technologie bij de consument te krijgen, dus we hoeven ons geen minuscule spionagecamera's voor te stellen die in het donker kwaliteitsfoto's kunnen maken - ze zullen echte apparaten als het onderzoek doorgaat.

Dus staan ​​we aan de rand van een spycam-revolutie?

Onderzoek dat camera's kleiner maakt, is 'evolutionair', eerder dan revolutionair, aldus dr. Roelof van Silfhout, docent Embedded Vision Systems aan de universiteit van Manchester.

Eric Fossum's onderzoek naar kleine pixels is daar een goed voorbeeld van - het is conceptueel (met veel potentieel) maar het zal niet snel online verschijnen om te kopen.

In een soortgelijk onderzoek is een collega van Dr Silhout van plan om pixels "intelligenter" te maken door elke pixel een eigen processor te geven. Dat voegt niet toe aan de grootte van een camera, zegt hij, omdat je ze kunt ophopen in een raster dat direct onder een platte sensor ligt.

De andere vorm van "verborgen" camera's - wanneer ze om een ​​hoek worden verborgen - is een zeer "eigenaardige" manier om dingen te doen, zegt van Silfhout. Terwijl het onderzoek met lasercamera's aan de Universiteit van Edinburgh "een wenkbrauw" opriep in de academische wereld, zal het niet lang naar de echte wereld vertalen.

"Ik verwacht niet dat je binnenkort een camera zult hebben die gedetailleerde beelden zal maken van wat er om de hoek ligt op de manier dat het onderzoek zinspeelt. De signalen die ze verzamelen zijn erg zwak", zegt hij..

Dus hoe ver zijn we verwijderd van een doorbraak in een verborgen camera? Dr. van Silhout verwacht dat lensloze camera's voorop zullen lopen. Wat hun succes zal bepalen, zegt hij, is hoe deze camera's worden gebruikt: doorbraken komen door de beeldvormingsmethode, niet de hardware, voorspelt hij.

"Het is een voortdurende inspanning, ik denk niet dat we een camera hebben die tien keer kleiner is." Wat we zullen hebben zijn nieuwe manieren om naar dingen te kijken, 3D, stereoscopische beeldvorming en heel veel ervan zal worden aangedreven door applicaties, "zegt hij.