一种算法可以使用WiFi信号变化来帮助识别呼吸问题

国家标准技术研究院(国家标准与技术研究院)研究人员开发了一种方法，可以根据呼吸系统的微小变化监测呼吸无线上网信号。他们说，他们的 BreatheSmart 深度学习算法可以帮助检测家中是否有人有呼吸问题。

WiFi信号几乎无处不在。当它们试图将设备与路由器连接起来时，它们会从表面反弹并穿过表面。但是任何运动都会改变信号的路径，包括我们呼吸时身体的运动方式，如果我们有任何问题，这些都会改变。例如，如果您咳嗽，您的胸部会发生不同的运动。

其他研究人员探索了使用 WiFi 信号来检测人和运动，但他们的方法需要专用的传感设备，而且他们的研究提供的数据有限。几年前，一家名为 Origin Wireless 的公司发达一种与a一起工作的算法WiFi网状网络. 同样，NIST 表示 BreatheSmart 可与市场上已有的路由器和设备配合使用。它只需要一个路由器和连接的设备。

科学家们更改了路由器上的固件，以便它可以更频繁地检查“信道状态信息”或 CSI。CSI 是指从设备(例如手机或笔记本电脑)发送到路由器的信号。CSI 信号是一致的，路由器知道它们应该是什么样子，但是环境中的偏差，例如信号受到表面或运动的影响，会修改信号。研究人员让路由器每秒请求这些 CSI 信号多达 10 次，以更好地了解信号是如何被修改的。

该团队用人体模型模拟了几种呼吸情况，并用现成的路由器和接收设备监测 CSI 信号的变化。为了理解他们收集的数据，NIST 研究助理 Susanna Mosleh 开发了该算法。在一篇论文中，研究人员指出，BreatheSmart 在 99.54% 的时间内正确识别了模拟呼吸条件。

负责 NIST 共享频谱计量学研究的 Mosleh 和 Jason Coder 希望开发人员能够利用他们的研究来创建能够远程监控一个人的呼吸与现有硬件。“我们收集数据的所有方式都是在接入点(在本例中为路由器)上的软件上完成的，这可以通过手机上的应用程序完成，”Coder 说。“这项工作试图阐明人们如何开发和测试自己的算法。这是一个帮助他们获取相关信息的框架。”