Послезавтра лечу в Амстердам (а потом в Турцию), и вспомнил, что у меня остался неотвеченным вопрос самому к себе про то, как работают сканеры сумок в аэропорту. Ну конечно я знал, что это по сути компьютерная томография, рентгеновские лучи и все такое, но хотелось больше деталей. И ниже ответ, почему они просят вытаскивать воду, и почему иногда не просят.
Оказалось, что современные сканеры могут не просто видеть форму предметов, но и определять, из какого материала они сделаны. Обычный сканер как работает? Плотные материалы (например, металл) поглощают много излучения и на изображении выглядят светлыми или непрозрачными. Менее плотные материалы поглощают мало излучения и выглядят темными. И потому ноутбуки, например, приходилось вынимать — и не потому, что сканер не мог их распознать, а потому, что их плотные компоненты (аккумулятор, платы) могли быть использованы для того, чтобы спрятать за ними другие запрещенные предметы. Ну и поэтому давно уже там не просто сканеры, а компьютерная томография — по сути, сумка или чемодан сканируется со всех сторон, дальше создается 3D-изображение. Это вроде все знают.
Но я упомянул, что они понимают из каких материалов сделано. Как?
Оказывается, что сканер использует технологию двухэнергетического рентгена. Он просвечивает объект двумя пучками лучей разной энергии (высокой и низкой). Поскольку материалы по-разному поглощают излучение в зависимости от энергии луча и своего атомного состава, система анализирует эту разницу. По соотношению поглощения двух пучков вычисляется эффективный атомный номер Z — ключевая характеристика, своего рода «элементный отпечаток» вещества.
Проблема в том, что этот «отпечаток» у воды (~7.4) и многих взрывчатых веществ практически идентичен. Именно поэтому воду забанили. Опираться только на этот параметр — значит получать огромное количество ложных срабатываний.
Здесь в игру вступает компьютерная томография (КТ). Сканер создает точную трехмерную (3D) модель содержимого сумки. Из 3D-модели система получает точный объем (V) каждого объекта. На основе данных о поглощении рентгеновских лучей вычисляется его масса (m). Далее все просто: ρ=m/V.
То есть, система не принимает решение на основе одного параметра. Она строит для каждого обнаруженного вещества точку на двумерном графике с осями «Z — плотность». На этом графике вода и взрывчатка, имея почти одинаковый атомный номер, занимают совершенно разные положения из-за различной плотности.
И именно потому иногда воду можно провозить. Умные машины просто ее не помечают как нечто важное, но все-таки помечают как воду. А дальше вступают процедуры. Если в аэропорту машины обновили, а процедуры — нет, то воду попросят вылить. Но и машины много где не обновили, причем в одном и том же аэропорту это зависит от открытой в данный момент линии.
Цена такого сканера — 300-400 тысяч долларов.
А сканеры для людей работают иначе. Там миллиметровые волны. Они проходят сквозь одежду и отражаются обратно от кожи. Вода их сильно поглощает, поэтому они проникают на пару миллиметров. Система регистрирует отражённый сигнал и строит трёхмерную карту поверхности тела и объектов под одеждой. Но ее не показывает — вместо этого показывает упрощенный контур человечка и показывает на нем то, что ML нашел необычного. Поэтому, кстати, многие пытаются провозить всякое внутри себя, так как знают, что для такого сканера это абсолютно невидимо.
Being in America 