Инженеры Калифорнийского университета в Санта-Крус разработали метод измерения сердечного ритма без фитнес-браслетов, часов или медицинских датчиков. Система, получившая название Pulse-Fi, использует обычные Wi-Fi-сигналы, которые и так присутствуют в большинстве домов и офисов.
Как это работает
Когда радиоволны проходят через человека или предметы в помещении, они слегка изменяются. Исследователи применили недорогие передатчики и приёмники Wi-Fi вместе с алгоритмами машинного обучения, чтобы выделить колебания, вызванные сердцебиением, и отфильтровать шум от движений или изменений в окружающей среде.
Для обучения нейросети команда собрала собственный набор данных: сигналы с дешёвых модулей ESP32 сравнивались с показаниями медицинского пульсоксиметра. Кроме того, был использован крупнейший на сегодня открытый набор данных по Wi-Fi-мониторингу, собранный в Бразилии с помощью Raspberry Pi.
Зачем это нужно
Pulse-Fi показал высокую точность: у 118 участников эксперимента система определяла пульс с погрешностью всего в полудоли удара в минуту после пяти секунд наблюдения. Более длительное измерение давало ещё лучшие результаты. При этом точность сохранялась при разных позах — стоя, сидя, лёжа и даже во время ходьбы.
Для работы достаточно доступного оборудования: ESP32 стоимостью около $5 или Raspberry Pi за $30. При использовании бытовых маршрутизаторов результаты обещают быть ещё лучше. Уже проведённые тесты подтвердили работоспособность на расстоянии до трёх метров, а дальнейшие исследования должны показать, возможно ли увеличить дальность.
Учёные также предполагают, что система сможет фиксировать частоту дыхания и выявлять нарушения, например апноэ сна. Если гипотеза подтвердится, технология может стать простым и дешёвым инструментом для домашнего мониторинга здоровья или клинического применения в регионах с ограниченным доступом к медтехнике.
