Rádiové signály Wi-Fi dokážu detegovať problematické dýchanie
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 27. 12. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Mnoho ľudí si bez technológie Wi-Fi nevie predstaviť svoj každodenný život, no v budúcnosti by dokonca mohla ľudské životy aj zachraňovať. Nový výskum vedcov z Národného inštitútu pre štandardy a technológie (NIST) totiž preukázal, že úpravou bežne dostupného Wi-Fi routera pomocou aktualizácie firmvéru a použitím algoritmu hlbokého učenia sa dajú odhaliť vzorce dýchania, ktoré indikujú dýchacie ťažkosti u lekárskej figuríny.
Nápad pokúsiť sa zbierať signály Wi-Fi na monitorovanie vzorcov dýchania ľudí v ich domovoch sa zrodil počas vrcholiacej pandémie COVID-19.
„Keď sa všetkým prevrátil svet naruby, viacerí z nás v NIST rozmýšľali, ako by sme mohli pomôcť,“ povedal výskumník NIST Jason Coder. „Nemali sme čas na vývoj nového zariadenia, tak sme si položili otázku ako môžeme využiť to, čo už máme?“.
Odpoveď prišla pri pohľade na rádiové vlny, ktoré umožňujú komunikáciu medzi zariadeniami, ako sú mobilné telefóny alebo tablety, a smerovačmi, ktoré používajú na pripojenie k internetu. Keď tieto rádiové vlny putujú tam a späť, narážajú na prekážky, ako je nábytok alebo ľudia, ktoré ich mierne menia.
Skúmaním týchto zmien sa tím z NIST a kolegovia z Úradu pre vedu a technické laboratóriá (v Centre pre prístroje a rádiologické zdravie FDA) domnievali, že by mohli zistiť jemné zmeny v tele človeka, ktoré by svedčili o dýchacích ťažkostiach.
Na otestovanie tejto myšlienky tím umiestnil figurínu, ktorá simuluje dýchanie, do miestnosti pohlcujúcej rádiové vlny, známej ako anechoická komora. Nastavili tiež komerčný Wi-Fi router a prijímač. Keď figurína napodobňovala rôzne vzorce dýchania vrátane tých, ktoré by mohli indikovať astmu, CHOCHP a abnormálne pomalé a rýchle dýchanie, zaznamenávali sa poruchy rádiových vĺn, pričom údaje sa prenášali približne 10-krát za sekundu.
To viedlo k získaniu obrovského množstva informácií, ktoré bolo potrebné analyzovať, aby sa zistilo, ktoré poruchy rádiových vĺn zodpovedajú simulovaným dýchacím ťažkostiam figuríny. Na ich preosiatie vedci vytvorili algoritmus hlbokého učenia, ktorý nazvali ako „BreatheSmart“. Keď bola rovnica vytvorená a tieto údaje sa cez ňu prehnali, zistilo sa, že je na 99,54 % účinná pri správnej klasifikácii dýchacích vzorcov.
Skutočnosť, že systém dokáže pracovať s existujúcimi routermi, dáva výskumníkom nádej, že by sa jedného dňa mohol zaviesť jednoducho prostredníctvom aplikácie pre smartfóny, ktorá by dodávala aktualizáciu firmvéru. Vedci tiež tvrdia, že ich práca vytvára rámec, do ktorého by sa dali vtesnať ďalšie typy monitorovacích algoritmov.
Samozrejme, testovanie v uzavretej miestnosti s lekárskou figurínou sa bude dosť líšiť od reálnych aplikácií, kde sa ľudia pohybujú medzi nábytkom, domácimi zvieratami a medzi sebou navzájom, ale výskum je prinajmenšom dôkazom konceptu systému, ktorý by mohol byť sľubný.
Informácie o výskume boli nedávno uverejnené v magazíne IEEE Access.
