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Au cours des deux dernières décennies, les mesures de sécurité dans des endroits tels que les aéroports, les écoles, les stades et d’autres lieux publics se sont multipliées. Les appareils à rayons X, les caméras de surveillance et les fouilles de sacs sont devenus monnaie courante, mais les armes cachées, les bombes et les explosifs sont toujours dissimulés – parfois avec des effets tragiquement dévastateurs.

Le WI-FI pour détecter les objets dangereux

À la recherche d’une nouvelle manière de résoudre ce problème, des chercheurs de l’Université Rutgers, de l’Université d’Indiana, de l’University d’Indianapolis et de l’Université de Binghamton, ont trouvé une nouvelle utilisation d’une technologie omniprésente en 2018: le Wi-Fi.

Grâce à cet outil de connectivité basée sur les ondes radio, ils ont mis au point un nouveau type de système de filtrage de sécurité à la fois peu coûteux et potentiellement très efficace. Il fonctionne en détectant les objets suspects en exploitant les informations d’état du canal CSI (channel state information) affinées au Wi-Fi du commerce, sans avoir à envahir la vie privée des utilisateurs en fouillant physiquement leurs sacs. Le CSI permet d’adapter les transmissions aux conditions du canal actuelles, ce qui est crucial pour obtenir une communication fiable avec des débits de données élevés dans les systèmes multi-antennes.

Capturer les diverses interférences sans fil causées par les matériaux

« Selon nos résultats de recherche, la plupart des objets dangereux sont en métal ou en liquide, ce qui crée une interférence significative avec les signaux sans fil, tandis que les objets et bagages non dangereux sont généralement en fibres, en plastique ou en papier. Yingying Chen, professeur de génie électrique et informatique chez Rutgers, a déclaré: « notre idée est de capturer les diverses interférences sans fil causées par les matériaux et les formes des objets en inspectant les informations riches du complexe CSI, y compris les informations d’amplitude et de phase des signaux sans fil. »

En examinant les différences provoquées par l’absorption, la réfraction et la réflexion lorsque les signaux Wi-Fi transmettent ou contournent certains objets, il est possible d’obtenir une idée détaillée de l’objet en question, jusqu’à l’estimation du volume des produits chimiques. Le résultat est une première ligne de défense efficace pour détecter les objets suspects cachés par certains groupes malveillants, sans avoir à recourir à des points de contrôle de sécurité qui peuvent s’avérer long et fastidieux.

Une précision intéressante mais perfectible

Dans le cadre d’une expérience de validation de principe, les chercheurs ont testé 15 types d’objets dans trois catégories, dont le métal, le liquide et les objets  ordinaires transportés dans six types de sacs. Au cours de plusieurs essais sur une période de six mois, le système a détecté avec succès plus de 95% des objets suspects dans différents types de sacs et identifié 90% des types de matières dangereuses.

Bien la précision ne soit pas à 100% parfaite, Chen a déclaré que c’est une chose à laquelle l’équipe travaille actuellement. « Nous continuons à travailler sur différents algorithmes pour améliorer la précision de l’identification des objets dans les bagages et nous continuons à augmenter la résolution de l’imagerie des objets métalliques, et l’estimation du volume de liquide dans des scénarios complexes », a-t-elle poursuivi. « Nous espérons que notre système pourrait être commercialisé dans quelques années. »

Un document de recherche décrivant ce travail a récemment reçu le prix du «meilleur projet » lors de la conférence de l’IEEE de 2018 sur les communications et la sécurité des réseaux.