原标题:WiFi可通信、可定位,甚至能够感知你的行为?
张大庆教授利用家中最普通的路由器与无所不在的Wi-Fi或4G/5G信号,在人体监测方面做了全新的工作。亿欧科创有幸采访到张大庆教授,与其一同探索无感知接触技术的神奇魔力!
张大庆 北大教授,WiFi,菲涅尔区感知模型,WiFi信号识别,无接触感人体定位图片来自“特定授权”
跌倒成为意外死亡的头号原因。世界卫生组织报告显示,全球每年有30余万人死于摔倒,其中一半是60岁以上的老人。在中国,60岁以上的老年人超过两亿,每年有4000万老人至少跌倒一次。全国调查显示,老年人的跌倒有一半以上是在家中发生的,因此居家养老非常重要。
有这样一批科研人员,利用家中最普通的路由器与无所不在的Wi-Fi或4G/5G信号,在人体监测方面做了全新的工作。作为北京大学博雅讲席教授、欧洲科学院院士、IEEE Fellow(会士)以及国家特聘专家,张大庆自2014年以来便率领着北大团队开展这项工作。亿欧科创有幸采访到张大庆教授,与其一同探索无感知接触技术的神奇魔力!
如今,WiFi已经广泛部署在家庭、机场、商场等各类大型或中小型建筑物中,这使得WiFi成为无线通讯领域中一个最引人注目的技术。2000年,微软研究院提出了利用WIFI解决室内定位问题,该系统主要采用基于RSSI的指纹匹配算法。“微软发布的这篇文章谷歌学术引用量达到一万,是基于WiFi进行定位感知研究的鼻祖”,张教授在分享他的研究成果之前,详细地解析了基于WIFi进行行为感知的研究路线。
从2000年到2011年,利用WiFi信号人们研究并实现了“人携带设备的定位和行为感知,以及不带设备的无接触感人体定位和行为状态感知”。不过,这两项技术依旧是基于无线信号的强度来定位和识别人的状态。张大庆教授告诉亿欧科创:“因为WiFi信号本身受环境中的湿度、温度等诸多因素影响,即使环境相同也不能保证WiFi信号强度与人的行为一一对应。”
科学研究就是这样,即便是不成熟的idea依旧是未来研究的重要基石。当华盛顿大学和Intel在2011年合作开发了一套获取WiFi信号中信道状态信息(Channel State Information,CSI)的工具以后,基于WiFi CSI的无线感知技术和应用便加快了发展进程。
2012年,麻省理工学院的团队首先利用Wi-Fi信号能穿墙的特性,用CSI检测墙后的人是在运动还是在静止。2013年,华盛顿大学的团队开发了一套基于CSI进行身体姿势识别的技术,通过利用多普勒频移辨识九种不同的姿势,并通过这九种人的肢体动作可以控制家电的开关。在测试多人的9种姿势时,该系统能达到超过90%的识别率。受这些工作的影响,香港科技大学、南京大学、清华大学、北京大学等纷纷开始投入这项研究。