Human hand as an infrared light source, with each finger emitting infrared light independently. Credit: Shun An.
A team of researchers at Shanghai Jiao Tong University, has found that the human hand can be used as a powerless infrared radiation (IR) source in multiple kinds of applications. In their paper published in Proceedings of the National Academy of Sciences, the group notes that the human hand naturally emits IR and they demonstrate that the radiation can be captured and used.
The human body emits light in the invisible IR range, including the hands. This source of radiation, the researchers noted, could potentially be captured and used in applications ranging from signal generation to encryption systems. They further noted that because the hand has multiple fingers, the IR that it emits could be considered to be multiplexed.
IR is a form of electromagnetic radiation—its wavelengths are longer than those of visible light, which is why humans cannot see them. Prior research has shown that the human body emits such radiation due to body heat. Electromagnetic radiation carries with it radiant energy, and its behavior is classified as both a quantum particle and a wave. Prior research has also shown that electromagnetic radiation can be used in a variety of applications, including microwaves, radios and medical imaging devices. And infrared light, in particular, enables night vision goggles, spectroscopy devices and medical devices used to treat burn victims. In this new effort, the researchers have found that the very small amount of IR emitted by the human hand is sufficient to use in various devices.
The team started by creating a device that was able to separate the IR emitted by a hand from ambient IR. They then sprayed a low-reflective material onto a base of aluminum and found that together, the two devices could be used to encrypt messages at ambient temperatures. They noted that when a human hand was used as a light source for the device, its IR emissions were reflected by all the regions, which included those with high IR—the higher increase in IR allowed the device to differentiate IR radiance, providing a means for building in a decryption process. The researchers suggest their device proves that human-hand-generated IR is sufficient for building IR-based devices. They also note that their device could be modified to allow for using fingers as encryption keys.
More information: Shun An et al. Human hand as a powerless and multiplexed infrared light source for information decryption and complex signal generation, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences Shun An et al. Human hand as a powerless and multiplexed infrared light source for information decryption and complex signal generation,(2021). DOI: 10.1073/pnas.2021077118
© 2021 Science X Network
'''Naukowcy z Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju zbadali możliwości zastosowania naturalnego promieniowania w zakresie podczerwieni emitowanego przez ręce. Wyniki badań ukażą się 13 kwietnia 2021 w ''Proceedings of the National Academy of Sciences.'''''

Promieniowanie podczerwone to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego niosący mniejszą energię niż światło widzialne. Zgodnie z prawem Wiena jest emitowane przez wszystkie obiekty o temperaturze zbliżonej do pokojowej, w szczególności przez ludzkie ręce. Takie promieniowanie może być wychwycone przez m. in. noktowizory czy kamery termowizyjne.

Zespół naukowców z Chin stworzył urządzenie, które jest w stanie odróżnić podczerwień emitowane przez ręce od promieniowania tła. W tym celu na silnie odbijającym promieniowanie podczerwone aluminium metodą natryskową utworzono wzory z kilkumikrometrowej warstwy pochłaniającego podczerwień PDMS. Dzięki porównaniu promieniowania odbitego od wyemitowanego możliwe jest rozróżnienie sytuacji z i bez przyłożenia ręki do badanej powierzchni.

Naukowcy znaleźli możliwe zastosowania dla badanych własności ludzkiego organizmu. Jednym z nich jest stworzenie wzorów (w pracy podano przykład kodów QR), które pozostają niewidzialne w świetle widzialnym, ale stają się możliwe do odczytania po „poświeceniu” na nie ręką. Używając promieniowania podczerwonego emitowanego przez poszczególne palce, można ulepszyć dzisiejsze metody sterowania gestami. Zespół badawczy wykorzystał to do opracowania programu, który wspomaga systemy rozpoznawania znaków języka migowego oparte na klasycznych kamerach i kamerach termowizyjnych, uzyskując dużo lepsze rezultaty niż poprzednie metody.