Wi-Fi и трёхмерное сканирование
В современном мире технологии не перестают удивлять. Исследователи из Университета Карнеги-Меллона представили инновационный метод создания трёхмерной модели человеческого тела и его передвижений в пространстве с использованием Wi-Fi-роутеров. Этот подход открывает новые горизонты в системах мониторинга и безопасности, делая их более доступными и эффективными.
Суть исследования
Разработчики использовали программное обеспечение DensePose, предназначенное для трёхмерного сканирования всех пикселей на поверхности человеческого тела на фотографии. DensePose изначально был создан в Лондоне группой ИИ-инженеров и исследователей.
Основная идея метода заключается в применении Wi-Fi-сигналов для построения 3D-модели человека. Нейросеть сопоставляет параметры Wi-Fi-сигнала, такие как мощность, фаза и амплитуда, с координатами тела человека, создавая его цифровую модель.
Принцип работы
Wi-Fi-сигналы проходят сквозь стены, отражаясь от различных объектов, включая людей. Программа анализирует изменения в этих сигналах, определяя расположение и форму объектов, а затем с высокой точностью воссоздаёт модели людей в реальном времени.
Используемая нейросеть обучена сопоставлять сигналы с точками на теле человека, предоставляя данные о позах и движениях.
Преимущества технологии
- Низкая стоимость. Нет необходимости в дорогостоящем оборудовании, так как Wi-Fi-роутеры уже широко распространены.
- Проходимость сквозь стены. Технология позволяет отслеживать движения даже в закрытых помещениях.
- Безопасность и приватность. Отсутствие использования камер снижает вероятность утечки данных.
- Простота интеграции. Wi-Fi-роутеры можно адаптировать к существующим системам мониторинга.
Применение технологии
- Системы безопасности. Обнаружение движения в помещениях без установки видеокамер.
- Медицина. Мониторинг состояния пациентов в больницах и на дому.
- Умные дома. Контроль за активностью обитателей для оптимизации энергопотребления и автоматизации.
- Игры и развлечения. Виртуальная реальность и системы управления жестами.
Подобные разработки
1. Радарные системы отслеживания: Технологии, основанные на радиоволнах, давно используются для обнаружения объектов и движений. Например, система Soli от Google применяет радиоволны для жестового управления устройствами.
2. Лидары: Лазерные сенсоры, применяемые в автономных автомобилях и робототехнике, позволяют строить точные карты окружающего пространства.
3. Звуковые датчики: Устройства, использующие ультразвук, отслеживают движения на основе эхо-сигналов. Подобные технологии применяются для систем безопасности и роботизированных помощников.
4. Оптические системы: Системы вроде Kinect от Microsoft работают на основе инфракрасных камер и анализа глубины. Они способны точно воссоздавать модели человека, но ограничены видимостью и требуют прямого контакта с объектами.
Сравнение технологий
| Технология | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
| Wi-Fi-мониторинг | Низкая стоимость, сквозь стены, приватность | Требуется точная калибровка |
| Радарные системы | Высокая точность, работа в темноте | Дорогое оборудование |
| Лидары | Миллиметровая точность | Высокая стоимость и энергопотребление |
| Звуковые датчики | Низкая стоимость, простота | Чувствительность к шумам |
| Оптические системы (Камеры) | Высокая детализация | Ограниченная зона видимости |
Перспективы развития
Эта технология может стать основой для нового поколения устройств умного дома, медицинского оборудования и систем безопасности. Разработка таких систем обеспечит не только удобство, но и повышенную безопасность в условиях отсутствия камер и сохранения конфиденциальности.
Будущее Wi-Fi-мониторинга связано с улучшением алгоритмов распознавания, внедрением искусственного интеллекта и интеграцией с IoT-устройствами. Возможно создание комплексных систем, сочетающих несколько технологий для максимальной точности и эффективности.
Итоги
Прорывная технология отслеживания движения с помощью Wi-Fi-сигналов, разработанная в Университете Карнеги-Меллона, демонстрирует потенциал использования повсеместно распространённой инфраструктуры для решения сложных задач. В сочетании с другими инновационными методами мониторинга эта система открывает новые возможности для обеспечения безопасности, улучшения медицинской диагностики и создания удобных интерфейсов управления.
