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Wi-Fi 認識: Wi-Fi が提供できるその他の情報は?

研究者は、Wi-Fi 信号が単なるインターネット接続を超えてどのように使用できるかを調べています。

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クォンタムラン・フォーサイト
2023 年 2 月 23 日

洞察の要約

2000 年代初頭以降、Wi-Fi はデバイスを接続するためだけに使用されていました。しかし、環境の変化に適応して変化する能力があるため、レーダーとしての利用が徐々に進んでいます。無線ルーターとスマートデバイス間の通信経路に人が侵入した際に発生するWi-Fi信号の乱れを感知することで、その人の位置や大きさを知ることができます。

Wi-Fi 認識コンテキスト

電波とは、空気中を比較的長距離にわたってデータを送信するように設計された電磁信号です。電波は、無線周波数 (RF) 信号と呼ばれることもあります。これらの信号は非常に高い周波数で振動し、水の波のように大気中を移動します。

電波は長年使用されており、FM ラジオで音楽を放送したり、ビデオをテレビに送信したりする手段を提供しています。さらに、電波は、ワイヤレスネットワークを介してデータを送信する主要な手段です。 Wi-Fi 信号が広く普及しているため、これらの電波は信号が送信できる限り、壁越しでも人、物、動きを検出できます。より多くのスマートホームデバイスがネットワークに追加されるほど、これらの伝送はよりスムーズで効果的になります。

Wi-Fi 認識でますます研究されている分野は、ジェスチャ認識です。 Association of Computer Machinery (ACM) によると、ジェスチャは受信した生の信号に対して時系列の変動を作成するため、人間のジェスチャの Wi-Fi 信号認識が可能です。ただし、広範なジェスチャ認識システムを構築する際の主な難点は、各ジェスチャと一連の信号変化との関係が常に一貫しているとは限らないことです。たとえば、同じジェスチャを別の場所または別の方向で行うと、まったく新しい信号 (バリエーション) が生成されます。

破壊的な影響

Wi-Fi センシングのアプリケーションは、存在する人数に基づいて暖房と冷房を調整したり、パンデミック時に占有を制限したりするのに役立ちます。より高度なアンテナと機械学習により、呼吸数と心拍数を検出できます。そのため、研究者はセンシング Wi-Fi 技術を医学研究にどのように使用できるかをテストしています。

たとえば、2017 年にマサチューセッツ工科大学 (MIT) の研究者は、患者の家から睡眠パターンに関するデータをワイヤレスで取得する方法を発見しました。彼らのラップトップサイズのデバイスは、電波を使用して人に跳ね返り、スマートアルゴリズムで信号を分析して、患者の睡眠パターンを正確に解読します。

この新しいデバイスを使えば、専門家は数か月ごとに夜間の実験室で人の睡眠を観察することに制限されるのではなく、一度に数時間または数週間にわたって誰かを監視できます。睡眠障害の診断と学習に役立つだけでなく、薬物や病気が睡眠の質にどのように影響するかを研究するためにも使用できます。この RF システムは、呼吸、脈拍、および動きに関する情報の組み合わせを使用して、80% の精度で睡眠段階を解読します。これは、ラボベースの EEG (脳波) テストとほぼ同じレベルの精度です。

Wi-Fi 認識の人気と使用例の増加により、新しい標準が必要になっています。 2024 年に、電気電子技術者協会は、通信ではなくセンシングに特化した新しい 802.11 標準をリリースします。

Wi-Fi 認識の意味

Wi-Fi 認識のより広い意味には、次のようなものがあります。

Wi-Fi を使用して通行量を測定し、場所固有の消費者の行動とパターンを監視する商業センターや広告会社。
Wi-Fi システムが動きやパターンをより正確に認識できるようになるにつれて、ジェスチャー認識の信頼性が高まります。この分野の進歩は、消費者が周囲のデバイスとやり取りする方法に影響を与えます。
次世代の Wi-Fi 認識機能を設計に統合し、これまでにない消費者のユースケースを可能にするスマートデバイスがますます増えています。
Wi-Fi 認識システムを使用して健康統計を監視し、医療およびスマートウェアラブルをサポートする方法について、さらに調査を行います。
Wi-Fi センサーとデータのみに基づいて実施される医学研究が増加し、リモート診断と治療がサポートされます。
貴重な医療情報や行動情報を取得するために、Wi-Fi 信号がどのようにハッキングされる可能性があるかについての懸念が高まっています。