Le macchine fotografiche nascoste diventano sempre più difficili da individuare: i vecchi e pesanti gadget spia che hai dovuto nascondere sotto un cappotto spesso sono stati sostituiti da piccoli dispositivi nelle punte delle penne che trasmettono in streaming video HD. Presto, grazie alla nuova tecnologia, le spycams potrebbero persino essere completamente invisibili.

Ma torniamo indietro nel tempo un po 'all'epoca in cui i gadget spia erano sinonimi di Bond e U.N.C.L.E. Le prime telecamere nascoste erano una delle più belle e più ingegnose, a pieno titolo. La fotocamera della valigetta Stasi, utilizzata negli anni '70, vantava un film a infrarossi e un flash non rilevabile per l'occhio umano, ma era così grande che dovevi trascinarlo dentro - hai indovinato - una valigetta. Se qualcuno ha guardato dentro, sei stato beccato.

Le telecamere nascoste di oggi (purtroppo meno kitsch, ma esponenzialmente più impressionanti) sono più sofisticate - più piccole, meno ovvie e producono immagini di alta qualità. La maggior parte sono nascosti in bella vista, nascosti all'interno di oggetti di uso quotidiano, come la cinepresa sopracitata di Hammacher Schlemmer. Ci sono molti esempi: è possibile acquistare telecamere nascoste all'interno di qualsiasi cosa, dalle bottiglie d'acqua ai ganci appendiabiti.

Ma con tutte queste telecamere, sei in grado di individuarle se guardi abbastanza da vicino.

La tecnologia sta per cambiarlo. I ricercatori di tutto il mondo stanno scoprendo nuovi modi per ridurre le fotocamere; dalle fotocamere senza obiettivo più piccole della punta di una matita, alle telecamere che possono vedere intorno alle pareti (sì, davvero), questa è la tecnologia della fotocamera spia all'avanguardia che viene utilizzata mentre ci calpestiamo nel nostro 21 ° secolo - e noi scopriremo quanto è probabile che ci faccia paura per la sua presenza (o per la sua mancanza) nel prossimo futuro.

Andando in miniatura

Arrivano telecamere minuscole e senza obiettivo. (Credito: Rambus)

I ricercatori stanno iniziando a rimuovere gli obiettivi dalle fotocamere nel tentativo di diventare davvero piccoli. La società di ricerca americana Rambus Labs sta sviluppando piccoli sensori di immagine senza lente con uno spessore di soli 200 micrometri: è più piccolo del punto di una matita.

Il modo in cui ciò è reso possibile è di scattare foto in modo leggermente diverso. Le normali fotocamere digitali mettono a fuoco la luce su un sensore, che spezza l'immagine in milioni di pixel e li ricrea digitalmente.

Il sensore Rambus ha davanti una griglia microscopica, che fa sì che la luce si sviluppi a spirale in diversi modelli e colpisca il sensore da tutti gli angoli. L'immagine non è riconoscibile a questo punto - sembra una gigantesca sfocatura - ma il software può decodificarlo in qualcosa di visibile.

Le implicazioni di un obiettivo così piccolo sono ovvie per le spycams - il sensore è praticamente inosservabile per l'occhio umano - e Rambus ha detto che potrebbe essere potenzialmente utilizzato per il video in futuro. La società sta continuando a sviluppare i sensori e recentemente ha annunciato di avere anche la possibilità di misurare la temperatura. Guarda questo spazio - o provaci, comunque.

Cadendo piatto

Flatcam è molto più sottile di una monetina (Credit: RICE University)

I Rambus non sono l'unico gruppo in miniatura rimuovendo gli obiettivi della fotocamera. La Rice University di Houston, in Texas, ha sviluppato la FlatCam, una fotocamera in grado di produrre immagini 512 × 512: impressionante, considerando che è spesso solo mezzo millimetro.

È un dispositivo semplice: un sensore di immagine sotto una griglia coperta da buchi. Ogni foro consente a una luce diversa di colpire il sensore e tali informazioni vengono quindi elaborate - utilizzando un computer desktop per ora - in un'immagine.

I ricercatori hanno immediatamente compreso le implicazioni per la sicurezza, commentando nel loro articolo sul lavoro a novembre 2015: "Il fattore di forma sottile e il basso costo delle fotocamere senza obiettivo li rendono ideali per molte applicazioni in sorveglianza".

Potenza dal nulla

Le telecamere nascoste hanno bisogno di energia - e questo spesso le porta fuori. Le batterie occupano spazio e i cavi di alimentazione sono difficilmente appariscenti. I ricercatori dell'Università di Washington hanno trovato una soluzione: l'anno scorso hanno sviluppato PoWiFi, un sistema che alimenta una fotocamera senza batteria usando solo un router Wi-Fi in case reali (l'Asus RT-AC68U).

Hanno creato un "harvester", che trasforma un normale segnale del canale Wi-Fi a 2,4 GHz in alimentazione. Contiene un raddrizzatore che converte il WiFi in corrente continua (DC) e quindi un convertitore DC-DC che aumenta la tensione, creando potenza utile.

Per assicurarsi che la mietitrice riceva un segnale Wi-Fi continuo (e quindi di potenza), il team ha creato un trasmettitore che inviava "traffico elettrico" extra dal router su ciascun canale Wi-Fi, quindi la mietitrice rileva il traffico continuo, quindi sempre producendo potere.

Era abbastanza potente che il sensore della fotocamera era in grado di scattare foto periodicamente ogni 35 minuti. Ci sono alcune prese - la telecamera ha funzionato solo se si trovava a meno di 5 metri dal router, e le sue immagini erano in bianco e nero, 176 × 144. Ma è un buon inizio, e il team afferma che "potrebbe integrare la nostra videocamera con movimento sensori di rilevamento ".

Questo è promettente per le telecamere nascoste nelle case: più piccole telecamere che non hanno bisogno di cambiare la batteria, attivate dal movimento.

Vola invece di spie

Hai mai sentito parlare dei MAV? I micro veicoli aerei (per te e per me) sono piccoli droni utilizzati nelle forze armate come spycams - l'esercito britannico usa il Black Hornet per esplorare in campo senza essere visto. Sviluppare questo tipo di tecnologia non rilevabile è un grande business.

L'Università di Southampton, ad esempio, sta testando i MAV con ali membranose e svolazzanti, basate sulla fisiologia del pipistrello. Sono più aerodinamici, più economici da gestire e possono percorrere distanze maggiori. È il tipo di tecnologia che potrebbe farsi strada nel mercato dei consumatori.

C'è anche uno sforzo per rendere i MAV più piccoli: i ricercatori di Harvard hanno creato un robot volante con un'apertura alare di 3 cm. Non sono ancora stati testati con le fotocamere, ma non è difficile immaginare di combinare i droni MAV con minuscole telecamere per produrre spycams che potresti facilmente scambiare per una mosca ronzante.

Stiamo già vedendo i produttori di droni ridimensionare i loro prodotti: Axis ha recentemente rilasciato un drone che può stare nel palmo della tua mano e registra video a 420p, mentre la tendenza verso il basso in termini di dimensioni continua.

Girando intorno alla curva

Raggi laser di Frickin (Credito: Heriot-Watt University)

In assenza di occhiali spia che consentono di vedere attraverso i muri, i ricercatori della Heriot-Watt University e dell'Università di Edimburgo hanno escogitato la cosa migliore: una telecamera che può vedere intorno alle pareti.

Il dispositivo invia un impulso laser sul pavimento vicino all'angolo che sta cercando di "vedere" in giro. Il laser si disperde in tutte le direzioni, e parte di esso rimbalza su un oggetto - nell'esperimento condotto dal team, un camion giocattolo che si schianta contro una piccola statuetta, producendo un "eco".

La luce riflessa viene quindi rilevata da una telecamera, una serie di diodi a valanga a singolo pixel (SPAD). È molto sensibile: può rilevare un singolo fotone di luce e registrare la luce riflessa che arriva a 20 miliardi di fotogrammi al secondo nel suo campo visivo.

Ogni oggetto in una stanza produce un'eco - le pareti, l'emettitore laser, ecc. - ma la fotocamera è in grado di distinguere l'eco specifico di qualsiasi oggetto in movimento, perché è sempre in evoluzione, dove gli altri sono statici.

Misurando il tempo che intercorre tra l'impulso laser e l'eco che raggiunge la fotocamera, così come la forma dell'eco, il team è in grado di tracciare gli oggetti in movimento in tempo reale.

Per ora è rudimentale - l'oggetto in movimento deve essere vicino all'angolo e non c'è ancora modo di ricostruire l'immagine in 3D. Ma il team ci sta lavorando e ovviamente riconosce che la tecnologia potrebbe avere un ruolo nella sorveglianza.

Utilizzo di piccoli pixel per migliorare la qualità dell'immagine

Se vogliamo telecamere minuscole, supponiamo che dovremo tollerare una qualità dell'immagine inferiore, giusto?

Forse no. Con l'aiuto di un nuovo tipo di pixel, i ricercatori del Dartmouth College realizzano piccole fotocamere che scattano foto nitide.

Diretto da Eric Fossum - l'inventore del sensore CMOS, utilizzato praticamente in tutti gli smartphone e le fotocamere - il team della Thayer School of Engineering sta costruendo un nuovo tipo di sensore di immagine che può funzionare particolarmente bene in condizioni di scarsa illuminazione, chiamato Quanta Image Sensore (QIS).

Stanno usando un nuovo tipo di pixel ultra-piccolo, chiamato jot. I jots sono così piccoli che ognuno può percepire un singolo fotone di luce - e si può avere 1 miliardo di essi nel QIS.

Quindi, come migliora la qualità dell'immagine? Bene, quando un fotone colpisce un sensore di immagine, subisce una reazione chimica e rilascia un elettrone. I jots sul QIS sono così sensibili da essere in grado di percepire questi singoli elettroni - e questo ha enormi implicazioni per l'imaging in cui non c'è molta luce intorno.

Mentre questa ricerca non renderà le fotocamere più piccole, renderà migliori le piccole fotocamere. È ancora una "prova di concetto" ma, secondo i ricercatori, l'obiettivo è portare questa tecnologia ai consumatori, quindi non dovremo immaginare piccole telecamere spia che possano ottenere immagini di qualità al buio - saranno dispositivi di vita reale se la ricerca continua.

Quindi siamo ai margini di una rivoluzione di spycam?

La ricerca che rende le fotocamere più piccole sarà "evolutiva", piuttosto che rivoluzionaria, secondo il dott. Roelof van Silfhout, docente di Embedded Vision Systems presso l'Università di Manchester.

La ricerca di Eric Fossum su minuscoli pixel è un buon esempio di ciò: è concettuale (con un grande potenziale) ma non apparirà online per comprare in qualunque momento presto.

In alcune ricerche simili, uno dei colleghi di Dr van Silfhout sta cercando di rendere i pixel "più intelligenti" dando a ciascun pixel il proprio processore. Ciò non si aggiunge alle dimensioni di una fotocamera, dice, perché è possibile impilarle in una griglia che si trova direttamente sotto un sensore piatto.

L'altra forma di telecamere "nascoste" - quando sono nascoste dietro un angolo - è un modo molto "particolare" di fare le cose, dice van Silfhout. Mentre la ricerca con le fotocamere laser dell'Università di Edimburgo "ha sollevato un sopracciglio" nel mondo accademico, non si tradurrà nel mondo reale per un bel po '.

"Non mi aspetto che possiate avere una macchina fotografica molto presto che catturerà immagini dettagliate di ciò che è dietro l'angolo nel modo in cui la ricerca sta insinuando, i segnali che raccolgono sono davvero deboli", dice.

Quindi, quanto siamo lontani da una svolta nascosta della fotocamera? Il dott. Van Silhout si aspetta che le fotocamere senza obiettivo facciano da guida. Ciò che determinerà il loro successo, dice, è il modo in cui queste telecamere vengono utilizzate: le innovazioni arriveranno attraverso il metodo di imaging, non l'hardware, prevede.

"È uno sforzo continuo, non credo che all'improvviso avremo una fotocamera dieci volte più piccola, che avremo come nuovi modi di guardare le cose, il 3D, l'imaging stereoscopico e molto altro di esso sarà guidato dalle applicazioni ", dice.