Смарт—дом следующего уровня: стены будут слушать пульс и дыхание жильцов
Сердцебиение — привычный и простой сигнал организма, но именно он даёт врачу массу информации о состоянии здоровья. До недавнего времени для его отслеживания требовались специальные устройства — от больничных мониторов до смарт—часов. Однако исследователи из Калифорнийского университета в Санта—Крузе показали, что для этого можно использовать обычный Wi—Fi.
От Wi—Fi к Pulse—Fi
Новая система Pulse—Fi превращает стандартные беспроводные сигналы в инструмент медицинской диагностики. Радиоволны Wi—Fi, как правило, отражаются от объектов и частично поглощаются человеческим телом. Алгоритмы машинного обучения фиксируют малейшие искажения сигнала, вызванные ритмом сердца, и превращают их в данные о частоте сердечных сокращений.
"Сигнал очень чувствителен к окружающей среде, поэтому нам нужно выбрать правильные фильтры, чтобы убрать весь ненужный шум", — пояснил аспирант Наян Бхатия, участвовавший в проекте.
Насколько это точно
В испытании приняли участие 118 человек. Pulse—Fi справился с задачей за считанные секунды, показав погрешность менее половины удара в минуту. Причём система одинаково хорошо работала при сидении, ходьбе и даже в положении лёжа.
Ещё одно преимущество — недорогие компоненты. Использовались микрочипы ESP32 стоимостью менее десяти долларов и устройства Raspberry Pi. Даже на расстоянии до трёх метров результаты оставались стабильными, что ранее считалось серьёзной проблемой для подобных систем.
Создание собственной базы данных
Чтобы обучить нейросеть, учёные собрали уникальный набор данных. Устройства ESP32 установили рядом со стандартными медицинскими пульсоксиметрами, что позволило сопоставлять сигналы Wi—Fi с "истинными" показателями пульса. Дополнительно систему проверили на большом бразильском наборе данных, полученном с использованием Raspberry Pi. Результаты подтвердили высокую адаптивность Pulse—Fi к различным условиям.
Не только пульс
Разработчики уже работают над расширением функций. В планах — отслеживание частоты дыхания и выявление апноэ во сне. Это позволит без лишних проводов и датчиков оценивать качество сна и дыхательные паттерны.
Будущее медицины без проводов
Pulse—Fi показывает, как доступные технологии могут менять подход к здоровью. Со временем такие системы можно будет встроить в "умные" дома, где Wi—Fi станет не только средством связи, но и незаметным помощником, фиксирующим состояние сердца и лёгких. Это сделает профилактику и раннюю диагностику более доступной, а пациенты смогут делиться достоверными данными со своими врачами.
