Obyčajný WiFi router odhalil viac, než by si čakal. Vedci ho premenili na zdravotnú pomôcku

Domáca WiFi sieť už nemusí slúžiť len na streamovanie filmov či prácu z domu. Tím vedcov z University of California v Santa Cruz predstavil technológiu, ktorá z obyčajného routera dokáže spraviť zdravotný monitor. Nový systém s názvom Pulse-Fi využíva lacný hardvér a umelú inteligenciu na presné meranie srdcovej frekvencie bez toho, aby človek potreboval hodinky, hrudný pás alebo klinický prístroj. O téme informuje portál Interesting Engineering.

Srdcový tep cez WiFi

Výskumníci ukázali, že aj obyčajný WiFi vysielač a prijímač dokáže zachytiť drobné zmeny signálu spôsobené tlkotom srdca. Pulse-Fi tieto zmeny analyzuje pomocou strojového učenia a dokáže odfiltrovať šum zo sprievodných pohybov či okolitého prostredia.

V testoch na 118 účastníkoch systém dosiahol presnosť takmer zhodnú s klasickými monitormi. Už po piatich sekundách spracovania signálu dokázal určiť srdcovú frekvenciu s odchýlkou len pol úderu za minútu. Pri dlhšom sledovaní presnosť ešte rástla – bez ohľadu na to, či účastníci sedeli, stáli, ležali alebo kráčali.

„Naše výsledky ukazujú, že toto môže fungovať v bežných prostrediach bez špeciálneho vybavenia či nastavovania,“ uviedol doktorand Nayan Bhatia, ktorý projekt viedol spolu s profesorkou Katia Obraczka.

ucsc.edu

Lacný hardvér, veľký potenciál

Pulse-Fi pritom využíva komponenty, ktoré sa bežne nachádzajú v domácnostiach. Vedci stavili na ultra lacné čipy ESP32 s cenou 5 až 10 dolárov a Raspberry Pi dosky za približne 30 dolárov. Aj pri takto nízkych nákladoch systém preukázal klinickú presnosť. Podľa tímu by nasadenie komerčných routerov mohlo výkon posunúť ešte vyššie.

Z technického hľadiska systém funguje tak, že WiFi signály pri prechode cez priestor reagujú na prítomnosť ľudského tela – čiastočne sa pohltia a rozptýlia. Srdcový tep tieto zmeny ovplyvňuje natoľko jemne, že sú bežne nepostrehnuteľné. Algoritmus však dokáže tieto odchýlky rozpoznať, pretože bol natrénovaný na reálnych dátach zo štandardných oxymetrov.

Dáta z knižnice aj Brazílie

Aby získali spoľahlivý dataset, výskumníci postavili experiment priamo v univerzitnej knižnici. Tam porovnávali kolísanie WiFi signálov s reálnymi údajmi o srdcovej frekvencii a systém postupne učili rozpoznávať vzory. Pre overenie použili aj existujúcu databázu brazílskych vedcov, ktorí robili podobné pokusy s Raspberry Pi. Výsledky ukázali vysokú zhodu a potvrdili praktickú použiteľnosť riešenia.

Budúcnosť bez nositeľnej elektroniky

Sledovanie tepu je základnou metrikou zdravotného stavu, ktorá súvisí so stresom, hydratáciou či fyzickou kondíciou. Dnes ho monitorujeme pomocou hodiniek, náramkov alebo špecializovaných prístrojov. Pulse-Fi však naznačuje budúcnosť, kde by WiFi routre v domácnostiach mohli fungovať ako nenápadné a neinvazívne zdravotné senzory.

Ak sa technológia podarí dotiahnuť do komerčného nasadenia, ľudia by mohli mať svoj zdravotný stav pod dohľadom bez nutnosti nosiť akékoľvek zariadenie. Výskum tak otvára dvere k tomu, aby sa bezdrôtové siete stali nielen zdrojom pripojenia, ale aj kľúčovým nástrojom zdravotnej starostlivosti.

Čítajte viac z kategórie: Novinky