美国国家标准与技术研究院 ( NIST ) 的研究人员开发出一种方法,可以根据WiFi信号的微小变化来监测呼吸。他们说,他们的 BreatheSmart 深度学习算法可以帮助检测家中是否有人有呼吸问题。
WiFi信号几乎无处不在。当它们试图将设备与路由器连接起来时,它们会从表面反弹并穿过表面。但是任何运动都会改变信号的路径,包括我们呼吸时身体的运动方式,如果我们有任何问题,这些都会改变。例如,如果您咳嗽,您的胸部会发生不同的运动。
其他研究人员探索了使用 WiFi 信号来检测人和运动,但他们的方法需要专用的传感设备,而且他们的研究提供的数据有限。几年前,一家名为 Origin Wireless 的公司开发了一种适用于WiFi 网状网络的算法。同样,NIST 表示 BreatheSmart 可与市场上已有的路由器和设备配合使用。它只需要一个路由器和连接的设备。
科学家们更改了路由器上的固件,以便它可以更频繁地检查“信道状态信息”或 CSI。CSI 是指从设备(例如手机或笔记本电脑)发送到路由器的信号。CSI 信号是一致的,路由器知道它们应该是什么样子,但是环境中的偏差,例如信号受到表面或运动的影响,会修改信号。研究人员让路由器每秒请求这些 CSI 信号多达 10 次,以更好地了解信号是如何被修改的。
该团队用人体模型模拟了几种呼吸情况,并用现成的路由器和接收设备监测 CSI 信号的变化。为了理解他们收集的数据,NIST 研究助理 Susanna Mosleh 开发了该算法。在一篇论文中,研究人员指出,BreatheSmart 在 99.54% 的时间内正确识别了模拟呼吸条件。