chips

Stel: je zit in een huis, achter geluiddicht glas. Kan iemand op de straat je dan afluisteren? Nee, natuurlijk niet. Tenzij…er een zak chips op tafel ligt. Dan kun je je geheimen net zo goed direct op Facebook zetten.

Dat tonen onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology aan. Zij slaagden er met behulp van een chipszak in om vanaf een afstand van 4,5 meter te achterhalen wat mensen achter geluiddicht glas met elkaar bespraken.

Hoe dan?
“Wanneer geluid een object raakt, begint het object te trillen,” legt onderzoeker Abe Davis uit. “De trillende beweging creëert een heel subtiel visueel signaal dat normaal gesproken niet met het blote oog te zien is.” De onderzoekers legden die trillingen met behulp van een heel snelle camera (2000 tot 6000 frames per seconde) vast. Stel dat je een foto hebt waarop een duidelijke grens wordt getrokken tussen twee gebieden: alles aan de ene kant van de grens is blauw en alles aan de andere kant van de grens is rood. Op de grens ontvangt de camera zowel rood als blauw licht, waardoor een paarse tint ontstaat. Maar wanneer door de trillingen het blauwe gebied het rode gebied binnendringt, zal dat paars blauwer van kleur worden. Die verandering in kleur vertelt iets over de bewegingen die objecten op de foto’s maken. En die bewegingen – trillingen – kunnen de onderzoekers vertalen naar geluid. Eigenlijk achterhalen ze dus wat er in een ruimte gezegd wordt door te kijken welk effect de geluidstrillingen op objecten in de ruimte hebben. Met behulp van een algoritme kunnen de onderzoekers zelfs de kleinste bewegingen op een foto detecteren en zelfs kleine trillingen – bijvoorbeeld veroorzaakt door de ademhaling van een baby – zien.

Gewone camera
Zoals gezegd gebruikten de onderzoekers tijdens één van hun experimenten een supersnelle camera. Maar ook met een gewone digitale camera (zo’n 60 frames per seconde) kun je uit de voeten. Dat komt doordat een digitale camera een beeld vastlegt door het horizontaal te scannen. De camera neemt het object dus van top tot teen op (zie ook de afbeelding hieronder). Hierdoor zijn trillingen ook op beelden die met een relatief trage camera (trager dan de frequentie van geluid) zijn gemaakt, zichtbaar. Het geluidsfragment dat aan de hand van beelden van een gewone digitale camera gereconstrueerd wordt, is wel ietsje minder duidelijk dan wanneer je een heel snelle camera gebruikt. Maar het werkt wel.

Afbeelding: MIT.

Afbeelding: MIT.

Er zijn genoeg partijen te bedenken die wel interesse zouden hebben in deze technologie. Denk aan geheime diensten of politie. “Je weet dat de moordenaar schuld heeft bekend, want er zijn surveillancebeelden waarop te zien is dat zijn chipszak vibreert,” grapt onderzoeker Alexei Efros. Maar de onderzoekers zien meer mogelijkheden. “We halen geluid uit objecten,” vertelt Davis. “Dat geeft ons veel informatie over het geluid dat rond een object klinkt, maar geeft ons ook veel informatie over het object zelf, omdat verschillende objecten op verschillende manieren op geluid reageren.” De onderzoekers willen nu achterhalen of ze aan de hand van de trillingen van objecten bijvoorbeeld kunnen vaststellen van welk materiaal objecten zijn gemaakt.