Вашите WiFi уреди сега може да прават многу повеќе од стримување филмови; може да го почувствуваат отчукувањето на вашето срце. Инженери од Универзитетот Калифорнија развија систем кој ги претвора секојдневните безжични сигнали во медицинска алатка. Истражувањата покажале дека едноставен WiFi предавател и приемник може да го мерат срцевиот ритам со точност на клиничко ниво без да имаатпотреба од паметен часовник, ремен за гради или болнички монитор.
Технологијата, наречена Pulse-Fi, користи евтин хардвер што веќе се наоѓа во домовите и на работните места. Со примена на алгоритми за машинско учење на WiFi сигналите, системот детектира слаби промени предизвикани од отчукувањето на срцето, филтрирајќи го фоновиот шум како што се движење или пречки од околината.
Истражувачите го тестирале системот на 118 учесници и постигнале резултати речиси идентични со оние од традиционалните монитори. По само пет секунди обработка на сигналот, Pulse-Fi го мери срцевиот ритам со маргина на грешка од половина отчукувања во минута.
Подолгото следење дополнително ја подобрило точноста, без оглед на тоа дали учесниците седеле, стоеле, лежеле или оделе. Срцевиот ритам е меѓу најосновните мерки за здравје, поврзан со стрес, хидратација и физичка кондиција. Сепак, обично бара носечки уреди или клинички машини за следење. Pulse-Fi сугерира иднина каде што WiFi рутерите ќе служат и како неинтрузивни здравствени тракери.
„Нашите резултати покажуваат дека ова би можело да функционира во секојдневни средини, без посебно позиционирање или скапа опрема“, вели Најан Батија, докторант кој го водел проектот со професорката по компјутерски науки Катја Обрачка. Тимот користел ултраевтини ESP32 чипови, кои се продаваат за 5 до 10 долари, и плочи Raspberry Pi кои чинат околу 30 долари. Дури и во овие ценовни групи системот се покажал како точен. Користењето рутери од комерцијален квалитет веројатно би ги зголемило перформансите уште повеќе, велат истражувачите.
Системот работи со анализа на тоа како се однесуваат радиофреквентните бранови додека минуваат низ вселената. Кога WiFi сигналите ќе се сретнат со човечко тело, тие делумно се апсорбираат и се расејуваат. Притисокот на срцето предизвикува суптилни, но забележливи варијации во овие сигнали. Алгоритмите на Pulse-Fi научиле да ги препознаваат овие варијации со обука на податоци собрани со стандардни оксиметри.
За да изградат збир на податоци, истражувачите поставиле експерименти во библиотеката за наука и инженерство на УниверзитетотКалифорнија. Тие ги споредиле флуктуациите на WiFi сигналот со реалните мерења на срцевиот ритам, учејќи ја својата невронска мрежа да ги мапира двете. Групата, исто така, го тестирала својот метод со постоечки збир на податоци од бразилски истражувачи кои користеле уреди Raspberry Pi, дополнително потврдувајќи ја неговата точност.
Тимот веќе работи на проширување на системот за следење на брзината на дишење, што би можело да помогне во дијагностицирање на состојби како што е апнеја при спиење. Тие исто така откриле дека Pulse-Fi може прецизно да го мери срцевиот ритам од до три метри – речиси 10 стапки – оддалеченост, а перформансите не се влошуваат со растојанието благодарение на моделот на машинско учење.
Наодите од студијата се објавени во зборникот на трудови од Меѓународната конференција на IEEE за дистрибуирано пресметување во паметни системи и Интернет на нештата (DCOSS-IoT) во 2025 година.
(Interesting Engineering)
(фото: Modern Heart and Vascular)
