В МТИ создали устройство для измерения скорости ходьбы по сигналам Wi-Fi
Давно известно, что кровяное давление, дыхание, температура тела и пульс могут дать широкое представление о состоянии здоровья человека. Но последние исследования показывают, что другой показатель — насколько быстро человек ходит, — тоже может быть индикатором проблем проблем со здоровьем: снижением познавательной способности и даже наличием определенных сердечных или легочных заболеваний.
К сожалению, сложно отслеживать скорость ходьбы так, чтобы наблюдение было непрерывным и ненавязчивым. Группа исследователей под руководством профессора Дины Катаби в лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского института работает над этой проблемой и считает, что лучшим решением будет переход на беспроводную связь.
В своей работе команда представила устройство WiGait, которое может измерять скорость ходьбы сразу нескольких человек с точностью до 95–99% с использованием беспроводных сигналов.
Устройство размером с небольшую картину можно разместить дома на стене, мощность его излучения — лишь сотая доля от излучения обычного смартфона. Прототип основывается на предыдущей разработке Катаби WiTrack, которая анализирует беспроводные сигналы, отраженные от тел людей, чтобы измерить диапазон различных изменений: от темпа дыхания до эмоциональных скачков. Кроме того, WiTrack может использоваться в индустрии видеоигр: система использует радиосигналы для отслеживания человека сквозь стены и препятствия, точно определяя его трехмерное местоположение. В перспективе это может изменить опыт использования игровых консолей Xbox Kinect приставки Xbox или Sensor Bar семейства консолей Nintendo Wii: весь дом может превратиться в виртуальный мир.
Используя домашний датчик, люди смогут увидеть тенденции изменения скорости ходьбы в течение длительного времени. Так можно понять, как нужно скорректировать физиотерапию, приём препаратов или другие аспекты ухода за собственным здоровьем.
WiGait также умеет определять длину шага с точностью от 85% до 99%. Это поможет врачам определять состояния вроде болезни Паркинсона, которые характеризуются уменьшенной длиной шага.
Сегодня скорость ходьбы измеряется физиотерапевтами и клицинистами, использующими секундомер, Браслеты по типу FitBit могут только приблизительно оценить скорость на основе количества шагов, а смартфоны с поддержкой GPS также не точны и не могут работать в помещении. Камеры — слишком навязчивы и могут контролировать только одну комнату.
Системы захвата движения Vicon — единственный, по мнению исследователей, метод, который может конкурировать в точности с WiGait. Но он недостаточно широко распространен, чтобы быть практичным для мониторинга ежедневных изменений состояния здоровья.
По словам создателей, WiGait измеряет скорость ходьбы с высокой степенью детализации, не требуя от человека носить сенсор на руке или в руках. Он делает это, анализируя окружающие беспроводные сигналы и их отражения от тела человека. Алгоритмы команды ученых могут также отличать ходьбу от других движений, вроде мытья посуды или чистки зубов.
Катаби говорит, что устройство может помочь выявить огромное количество важной медицинской информации, особенно для пожилых людей. Изменение скорости ходьбы может означать, что человек получил травму или подвержен высокому риску падения. Обратная связь системы могла бы даже помочь человеку определить, следует ли ему переехать в другую среду, например, в дом, где ему окажут помощь.
WiGait не снимает человека на камеру, а показывает лишь точку, движущуюся на экране. В будущем исследователи надеются проверить его на людях с нарушениями ходьбы из-за болезни Паркинсона, Альцгеймера или рассеянного склероза, чтобы помочь врачам точно отслеживать прогрессирование болезни и корректировать прием лекарств.
«Истинная новизна этого устройства заключается в том, что оно может отображать основные показатели здоровья и поведения без какого-либо активного участия пользователя, что особенно полезно для людей с нарушениями когнитивной функции», — так оценил разработку врач Ипсит Вайя, не принимавший участие в исследовании. «Скорость походки — индикатор многих клинически важных состояний, который влияет на изменение характера сна, частоты дыхания и других важных реакций организма».
