Бездротове обладнання навчився стежити за користувачем по всьому будинку

Вчені розробили метод перетворення звичайного WiFi обладнання в детектор, що дозволяє визначати стан і навіть позу користувача в будь-якому місці квартири. Технологія заснована на реєстрації спотворень електромагнітних хвиль людським тілом; прототип системи вже пройшов випробування в трикімнатній квартирі та офісному приміщенні. Подробиці наводяться в статті дослідників Вашингтонського університету, викладеному на офіційному сайті наукового і навчального центру.

Фізики використовували у своєму винаході ефект Доплера. Це явище є зміна частоти випромінювання, що випускається або відбиваного рухомим тілом. Так як радіохвилі, які використовуються в бездротових мережах, добре відбиваються від людського тіла, їх реєстрація з одночасним вимірюванням частоти може легко виявити швидкість, а потім відстежити переміщення користувача по квартирі: однак легкість цієї процедури суто теоретична.

На практиці, як зазначено в статті вчених, частоту треба визначати з дуже високою точністю. Так само одне і те ж рух (наприклад, помах руками) може здійснюватися в різних площинах по відношенню до приладу, і це ще не все: реальні WiFi роутери працюють не в порожнечі, а в заповненій різноманітними об'єктами квартирі або в настільки ж неоднорідному офісному приміщенні. Тим не менше, ці проблеми вдалося вирішити, фізики досягли визначення одного з дев'яти різних жестів з точністю близько 94%. Більш того, їх розробка продемонструвала працездатність у приміщенні, де стояло кілька людей: ймовірність помилок зростала, але навіть серед чотирьох користувачів система дізнавалася жест одного з них у 60% випадків.

Винахід, що одержав назву WiSee, було випробувано на двох експериментальних майданчиках, одна з яких еквівалентна трикімнатній квартирі, а інша - конторському приміщенню. Для кращої якості розпізнання приймач WiFi випромінювання, необхідно обладнати додатковими антенами, але в самій електронній схемі пристрою немає ніяких унікальних або потребують спеціальних умов роботи компонентів: вчені використовували стандартне, хоча і не найдешевше обладнання. Основою їх експериментальної установки стала так звана програмно-визначається радіосистема USRP N210 компанії Ettus Research.

Такі пристрої є комбінацією приймача, передавача, а також комп'ютера і двох перетворювачів: аналого-цифрового після приймача і цифро-аналогового перед передавачем. Подібна комбінація може провести практично будь-яку операцію з радіосигналом і у випадку з системою WiSee дослідники використовували аналіз спектра сигналу. Стандартний сигнал WiFi передавачів представляє не монохроматичное випромінювання на одній чітко визначеній частоті, а пакет електромагнітних хвиль, частоти яких варіюються в межах 20 мегагерц; для впевненого розпізнавання рухів користувача вимагалося визначати зміщення частот всього пакету на величину близько 17 герц, в мільйон разів менше. Прилад, який здатний виконати потрібні операції, коштує близько декількох тисяч доларів, проте вчені відзначають можливість радикального здешевлення технології: для роботи WiSee не потрібно мати універсальну високопродуктивну систему і промислові зразки можуть обійтися спеціалізованим недорогим чіпом.

Особливу увагу автори нової технології приділили захисту від можливого зловживання системою з боку тих, хто опиниться в зоні дії системи, але за межами житла або робочого приміщення. Щоб позбавити сторонніх можливості командувати жестами призначеного для користувача устаткування, винахідники пропонують ввести пароль для доступу до системи можна зажадати пред'явити певну комбінацію жестів.