Μέχρι σήμερα το Wi-Fi είναι γνωστό για την γρήγορη μετάδοση δεδομένων ασύρματα, όμως μια ομάδα μηχανικών από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, ανέπτυξαν το σύστημα Pulse-Fi που μετατρέπει τα ασύρματα σήματα σε ιατρικό εργαλείο.
Η έρευνα που βασίστηκε στην απόδειξη της ιδέας τους, δείχνει πως ένας απλός πομπός και δέκτης Wi-Fi, έχει τη δυνατότητα να μετρήσει τον καρδιακό ρυθμό με ακρίβεια κλινικού εξοπλισμού, χωρίς να απαιτείται κάποια έξτρα συσκευή.
Η τεχνολογία ονομάστηκε Pulse-Fi και χρησιμοποιεί ένα οικονομικό hardware που υπάρχει ήδη σε όλα τα σπίτια και τους χώρους εργασίας.
Εφαρμόζοντας αλγόριθμους μηχανικής μάθησης σε σήματα Wi-Fi, το σύστημα ανιχνεύει αμυδρές αλλαγές που προκαλούνται από έναν καρδιακό παλμό, φιλτράροντας τον θόρυβο του περιβάλλοντος, όπως η κίνηση ή οι περιβαλλοντικές παρεμβολές.
Το σύστημα που δημιούργησαν οι ερευνητές, δοκιμάστηκε σε 118 συμμετέχοντες και πέτυχαν σχεδόν πανομοιότυπα αποτελέσματα με αυτά των κλινικών οργάνων μέτρησης παλμών. Το Pulse-Fi χρειάζεται μόλις 5 δευτερόλεπτα επεξεργασίας σήματος, για να μετρήσει τον καρδιακό παλμό, με περιθώριο σφάλματος μισού παλμού το λεπτό!
Η μεγαλύτερης διάρκειας παρακολούθηση βελτίωσε περαιτέρω την ακρίβεια, ανεξάρτητα από το αν οι συμμετέχοντες κάθονταν, στέκονταν, ξαπλώνονταν ή περπατούσαν.
Οι μετρήσεις των παλμών είναι από τις πιο βασικές μετρήσεις υγείας, καθώς συνδέονται με πάρα πολλούς παράγοντες, όπως το στρες, την ενυδάτωση, την φυσική κατάσταση και άλλα. Η μέτρησή του όμως απαιτεί κάποια ιατρική συσκευή ή κάποιο πολύ καλό και ακριβές smartwatch. Το Pulse-Fi θέλει να φέρει ένα μέλλον, που οι Wi-Fi συσκευές μας θα λειτουργούν σαν μην παρεμβατικές συσκευές υγείας!
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι αυτό θα μπορούσε να λειτουργήσει σε καθημερινά περιβάλλοντα, χωρίς ειδική τοποθέτηση ή ακριβό εξοπλισμό», δήλωσε η Nayan Bhatia, διδακτορική φοιτήτρια, η οποία συν-ηγήθηκε του έργου με την καθηγήτρια πληροφορικής Katia Obraczka.
Η ομάδα βασίστηκε σε εξαιρετικά χαμηλού κόστους τσιπ ESP32, τα οποία κοστίζουν λιανικά από 5 έως 10 δολάρια, και σε μητρικές Raspberry Pi που κοστίζουν περίπου 30 δολάρια. Ακόμα και σε αυτά τα εύρη τιμών, το σύστημα αποδείχθηκε ακριβές. Η χρήση router εμπορικής ποιότητας πιθανότατα θα αύξανε την απόδοση ακόμη περισσότερο, ανέφεραν οι ερευνητές.
Η λειτουργία του συστήματος βασίζεται στην ανάλυση των ραδιοσημάτων και του τρόπου που συμπεριφέρονται καθώς διέρχονται από έναν χώρο. Όταν τα σήματα Wi-Fi βρίσκουν ένα ανθρώπινο σώμα, ένα μέρος τους απορροφάται και διαχέεται. Ο καρδιακός παλμός όμως, προκαλεί ανεπαίσθητες αλλά ανιχνεύσιμες διακυμάνσεις σε αυτά τα σήματα. Οι αλγόριθμοι του Pulse-Fi εκπαιδεύτηκαν στο να αναγνωρίζουν αυτές τις διακυμάνσεις, με δεδομένα που συνέλλεξαν από οξύμετρα που φορούσαν οι εθελοντές.
Απίστευτο! Θραύσμα του Ryugu αποκάλυψε ένα παράξενο ορυκτό που δεν έχουμε δει στη Γη!
Η ομάδα έχτισε μια βάση δεδομένων, μέσω πειραμάτων που διοργάνωσαν στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια. Στη συνέχεια συνέκριναν τα σήματα Wi-Fi που κατέγραψαν με τις μετρήσεις στα οξύμετρα, εκπαιδεύοντας με αυτόν τον τρόπο το νευρωνικό δίκτυο, ώστε να κάνει αντιστοιχίσεις κατά τις μετρήσεις του. Η ομάδα στη συνέχεια δοκίμασε τη μέθοδό της σε ένα υπάρχον σύνολο δεδομένων από Βραζιλιάνους ερευνητές, που χρησιμοποίησαν Raspberry Pi, επικυρώνοντας την ακρίβεια του συστήματος.
Όμως η ομάδα δεν θέλει να μείνει μόνο στη μέτρηση των καρδιακών παλμών. Ήδη έχει ξεκινήσει την επέκταση του συστήματός της, ώστε να παρακολουθεί και τον ρυθμό αναπνοής, με στόχο να βοηθήσει στη διάγνωση παθήσεων όπως η υπνική άπνοια. Τα πρώτα αδημοσίευτα αποτελέσματα της ομάδας, δείχνουν πολλά υποσχόμενα.
«Αυτό που διαπιστώσαμε ήταν ότι η απόσταση ουσιαστικά δεν είχε καμία επίδραση, κάτι που αποτελούσε μεγάλη πρόκληση για προηγούμενες προσεγγίσεις», δήλωσε η ερευνήτρια Pranay Kocheta, η οποία συμμετείχε στο έργο μέσω του Προγράμματος Πρακτικής Άσκησης Επιστημών του UC Santa Cruz.
Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στα πρακτικά του Διεθνούς Συνεδρίου IEEE
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
