Изследователи от Националния институт по стандартизация и технологии (NIST) са разработили начин за наблюдение на дишането въз основа на малки промени в Wi-Fi сигналите. Те твърдят, че техният алгоритъм за дълбоко обучение „BreatheSmart“ може да помогне да се установи дали някой в домакинството има проблеми с дишането.
Wi-Fi сигналите са почти повсеместни. Те се отразяват от повърхности и преминават през тях, докато се опитват да свържат устройствата с рутерите. Но всяко движение променя пътя на сигнала, включително движението на тялото при дишане, което може да се промени, ако имаме някакви проблеми. Например, ако кашляте, гръдният ви кош ще се движи по различен начин.
Други изследователи са проучвали използването на Wi-Fi сигнали за откриване на хора и движения, но техните подходи са изисквали специални сензорни устройства и проучванията им са предоставили ограничени данни. Преди няколко години компания, наречена Origin Wireless, разработи алгоритъм, който работи с Wi-Fi mesh мрежа. По подобен начин NIST твърди, че „BreatheSmart“ работи с рутери и устройства, които вече се предлагат на пазара. Той изисква само един рутер и едно свързано устройство.
Учените променят фърмуера на рутера, така че той да проверява по-често „информацията за състоянието на канала“ или CSI. CSI се отнася до сигналите, които се изпращат от дадено устройство, например телефон или лаптоп, към маршрутизатора. Сигналите CSI са последователни и маршрутизаторът разбира как трябва да изглеждат, но отклоненията в околната среда, като например влиянието на повърхности или движение, променят сигналите. Изследователите карат маршрутизатора да изисква тези CSI сигнали до 10 пъти в секунда, за да получат по-добра представа за това как се променя сигналът.
Екипът симулира няколко състояния на дишане с манекен и следи промените в CSI сигналите с готов рутер и приемно устройство. За да осмисли събраните данни, научният сътрудник на NIST Сузана Мослех разработва алгоритъм. В статията си изследователите отбелязват, че „BreatheSmart“ правилно е идентифицирал симулираните дихателни състояния в 99,54 % от случаите.
Мослех и Джейсън Кодър, който ръководи изследванията на NIST в областта на метрологията на споделения спектър, се надяват, че разработчиците ще могат да използват изследванията им за създаване на софтуер, който може да следи дистанционно дишането на човек със съществуващ хардуер.
„Всички начини, по които събираме данните, се извършват със софтуер на точката за достъп (в този случай рутерът), което може да се направи с приложение на телефона“, казва Кодер. „Тази работа се опитва да изложи как някой може да разработи и тества свой собствен алгоритъм. Това е рамка, която да им помогне да получат съответната информация.“