Коллектив лаборатории CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Lab) Массачусетского технологического института информатики и искусственного интеллекта (MIT) создал прогрессивную технологию RF-Capture , позволяющую, используя радиосигналы, определить положение тела и распознать простейшие движения, совершаемые человеком в пределах 3D-пространства за стеной.
Радиосигналы, изучаемые аппаратно-программным комплексом RF-Capture, отражаются от фрагментов тела (тел) в режиме реального времени, обрабатываются программой и формируются на экране монитора в образе, внешние характеристики которого соответствуют характеристикам реального образа человека или группы людей, находящихся в этот момент за стеной или другим физическим препятствием (завалом …).
«Несмотря на то, что метод позволяет получить минимальный объем внешних данных, — отмечает директор центра Wireless@MIT, профессор Дина Катаби (Dina Katabi) — отображаемая информация сводит к минимуму вероятность ошибки при определении положения тела движущегося или неподвижного человека в соседних помещениях». «Наблюдение за 3D-пространством при помощи технологии RF-Capture позволит нам зафиксировать момент, когда человек упал без сознания, определить место, где не выключен свет или телевизор или, к примеру, визуально оценить работоспособность системы теплового оборудования.»
В отличие от альтернативных методов визуализации человека, в которых используются рентгеновские лучи, свет, терагерцевое излучение и миллиметровые волны, технология RF-Capture использует в работе волны низких частот (5,46–7,24 ГГц), способные проходить сквозь стены. Интенсивность радиосигналов, проходящих сквозь стены и отраженных от тела человека почти в 10 тысяч раз слабее сигналов, транслируемых стандартными сотовыми телефонами и в тысячу раз слабее, чем сигнал Wi-Fi. Серьезным преимуществом технологии становится возможность использования широко распространенных и недорогих электронных компонентов, что делает технологию общедоступной.
Процесс сканирования пространства за стеной состоит из двух последовательных этапов. Первый этап предполагает регистрацию сигналов, отраженных от всех элементов контролируемого объема помещения, включая человеческое тело, осуществляемую размещенным в углу помещения где ведется «съемка» фазированным 2D-массивом (60х18 см) на 16-ти приемных и 4-х передающих элементах. На втором этапе отслеживаются изменения выделенного и просуммированного полезного сигнала вследствие перемещения объекта.
Радиоволны низкочастотного диапазона не позволяют получить на экране детализированное изображение сканируемого образа. Вместе с тем, возможности программных алгоритмов RF-Capture позволяют выделить конкретного человека из нескольких, находящихся в том же помещении. Для этой цели потребуется предварительный ввод в базу данных ряда индивидуальных метрических характеристик, таких как рост и контуры тела, выполняющих роль своеобразного идентификатора. По результатам эксперимента система RF-Capture позволила с точностью до 95,7% идентифицировать конкретного человека из 5-ти присутствующих в той же комнате и с точностью 88,2% при увеличении их числа до 15. На расстоянии «объекта» по ту сторону стены в 3 м, движущие фрагменты тела распознаются с точностью 99,13%, на расстоянии в 8 м — с точностью 76,4%.
По мнению специалистов CSAIL возможности предложенной программы уже на нынешнем этапе вполне могут быть использованы в самых разных областях нашей жизни. В игровом интерфейсе — в качестве расширения возможностей Kinect. В кинематографе, где для создания спецэффектов актерам сегодня приходится облачаться в костюмы с маркерами и датчиками движения, с появлением RF Capture процесс значительно упростится, поскольку перемещения теперь можно будет отслеживать напрямую. Используя программно-аппаратный комплекс RF Capture пожарники, спасатели, подразделения по борьбе с терроризмом получат крайне важную и достаточно точную для принятия решений информацию о местонахождении человека в здании, а родители смогут использовать систему как средство визуального «бэби-мониторинга». Авторы изобретения убеждены: как и сотовые телефоны и Wi-Fi маршрутизаторы, беспроводные технологии RF-Capture станут обязательной составляющей систем «умный дом» уже в самом ближайшем будущем.
Первый коммерческий продукт, разработанный командой CSAIL на принципах технологии RF Capture выйдет на рынок под названием Emerald и будет ориентирован на людей, в окружении которых есть немощные и престарелые люди, нуждающиеся в постоянном уходе и дистанционном присмотре, включая необходимость предотвращения их вероятного падения. И здесь в некоторых случаях очень полезной может оказаться возможность RF-Capture отследить перемещение и положение грудной клетки человека.
