يمكن أن تستخدم الخوارزمية تغييرات إشارة WiFi للمساعدة في تحديد مشكلات التنفس

طور باحثو المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا () طريقة لمراقبة التنفس بناءً على تغييرات طفيفة في الإشارات. يقولون إن خوارزمية BreatheSmart للتعلم العميق يمكن أن تساعد في اكتشاف ما إذا كان شخص ما في المنزل يعاني من مشاكل في التنفس.

إشارات WiFi موجودة في كل مكان تقريبًا. إنها ترتد عن الأسطح وتمريرها أثناء محاولتها ربط الأجهزة بأجهزة التوجيه. لكن أي حركة ستغير مسار الإشارة ، بما في ذلك كيفية تحرك الجسم أثناء التنفس ، وهو ما يمكن أن يتغير إذا كانت لدينا أي مشاكل. على سبيل المثال ، سيتحرك صدرك بشكل مختلف إذا كنت تسعل.

اكتشف باحثون آخرون استخدام إشارات WiFi لاكتشاف الأشخاص والحركات ، لكن مناهجهم تتطلب أجهزة استشعار مخصصة وقدمت دراساتهم بيانات محدودة. قبل بضع سنوات ، كانت شركة تسمى Origin Wireless عبارة عن خوارزمية تعمل مع ملف. وبالمثل ، تقول NIST إن BreatheSmart يعمل مع أجهزة التوجيه والأجهزة المتوفرة بالفعل في السوق. لا يتطلب سوى جهاز توجيه واحد وجهاز متصل.

قام العلماء بتغيير البرامج الثابتة على جهاز التوجيه بحيث يتحقق من “معلومات حالة القناة” أو CSI بشكل متكرر. تشير CSI إلى الإشارات التي يتم إرسالها من جهاز ، مثل الهاتف أو الكمبيوتر المحمول ، إلى جهاز التوجيه. إشارات CSI متسقة ويتفهم جهاز التوجيه الشكل الذي يجب أن تبدو عليه ، لكن الانحرافات في البيئة ، مثل تأثر الإشارة بالأسطح أو الحركة ، تعدل الإشارات.قام الباحثون بجعل جهاز التوجيه يطلب إشارات CSI هذه حتى 10 مرات في الثانية اكتساب فكرة أفضل عن كيفية تعديل الإشارة.

قام الفريق بمحاكاة العديد من حالات التنفس باستخدام قزم وراقب التغييرات في إشارات CSI باستخدام جهاز توجيه وجهاز استقبال جاهز للاستخدام. لفهم البيانات التي جمعوها ، طورت سوزانا مصلح ، زميلة البحث في المعهد القومي للمعايير والتقنية ، الخوارزمية. ، لاحظ الباحثون أن BreatheSmart حدد بشكل صحيح ظروف التنفس المحاكاة 99.54 في المائة من الوقت.

يأمل مصلح وجيسون كودر ، اللذان يرأسان أبحاث NIST في قياس الطيف المشترك ، أن يتمكن المطورون من استخدام أبحاثهم لإنشاء برنامج يمكنه استخدام الأجهزة الموجودة. قال كودر: “كل الطرق التي نجمع بها البيانات تتم على البرامج الموجودة على نقطة الوصول (في هذه الحالة ، جهاز التوجيه) ، والتي يمكن تنفيذها بواسطة تطبيق على الهاتف”. يحاول هذا العمل توضيح كيف يمكن لشخص ما تطوير واختبار الخوارزمية الخاصة به. هذا إطار عمل لمساعدتهم في الحصول على المعلومات ذات الصلة “.