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智能无线墙用于非接触式家庭监控
2022年07月23日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

患者的医疗保健强烈依赖于医院内的情况,在家进行远程监测非常具有挑战性。人们提出了各种利用传感器、摄像机和可穿戴设备的人类活动识别系统。然而,这些技术要么会引起隐私问题,要么会带来随身携带可穿戴设备的不适感。这些问题可以通过开发非接触式人类活动监测系统来解决。

一种拟议的远程患者监测方法是利用射频(RF)设备的无线信道传感。这意味着必须在家中部署额外的有源射频设备用于患者医疗保健和监测,这将是一个成本高昂的解决方案。一种不寻常但常见的解决方案是探索环境中已经存在的环境杂散信号,例如移动和/或WiFi信号。此外,如果我们在家中安装额外的健康监测设备,促使需要回收环境信号进行监测,那么患者或最终用户的接受度就是一个问题。

在《光科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中,由英国格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院的Qammer H.Abbasi博士领导的一个科学家团队开发了一种可重构智能表面(RIS),即鈥?智能墙”,用于在物理层面上控制电磁波,并操纵传播路径,以非接触方式利用人类活动数据。

RIS通常由两层组成,第一层是由具有亚波长间距的可调谐亚波长单元组成的超表面结构,第二层容纳控制和偏置网络。与相控阵和继电器等技术相比,将RIS用于电磁转换的一个主要优势是其低复杂性和无源性,从而使该技术易于扩展,以低制造成本和最低功耗覆盖大面积表面。

借助人工智能(AI),这项工作旨在通过引入RIS来扩展活动监测系统的覆盖范围,从而实现非接触式家庭活动监测的范式转变,该系统可以通过聚焦光束来帮助跟踪和提高分辨率。RIS辅助活动监测系统的传感能力在复杂的无线传播环境中得到了证明,而传统的微波传感无法很好地执行。也就是说,在走廊交叉口的一个角落周围进行传感,并跨多个楼层进行传感。

开发的智能墙可以被操纵来控制梁的各个方向。由于扫描角度更宽,活动检测和监测可以在广阔的开放空间中进行。实验装置的优点是可以实时执行活动,并且可以将光束切换到多个位置,从而允许在不同的空间对患者进行监测。科学家们将智能墙的工作原理总结如下:

“我们设计了一种高分辨率可编程智能表面,用于三个目的:(1)能够扫描并指向多个位置和/或楼层的波束;(2)将电磁能量聚焦在所需位置,以避免周围环境的不必要干扰;(3)能够利用从智能表面收集的EM能量,使用机器学习算法识别各种身体位置,例如坐姿、站立和行走。"

他们补充道:“由于智能墙的切换速率和广角扫描速度更快、范围更广,原则上监控的人数可能非常多,但现有工作仅限于单人。”。

“所提出的技术可用于监测严重残疾患者,例如步态冻结(FoG)这是帕金森病的症状之一,患者可能会发现无法正常行走,并容易摔倒和严重受伤。这一突破可能为智能墙打开一个新的场所,用于远程患者监测,以便能够预测未来的趋势和事件,使用人工智能创建一个积极的家庭健康监测环境,”科学家说。

标签:技术中心人工智能系统及软件
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