Wi-Fi-chip i Raspberry Pi kan mäta hjärtfrekvensen med klinisk noggrannhet utan dyra träningsarmband
Billiga Wi-fi-chip som de som finns i en Raspberry Pi för 30 dollar kan mäta människans puls med samma noggrannhet som en klinisk pulsmätare eller en dyr hälso- och fitnessspårningsenhet som Apple Watch.
Enligt UCSC-forskare som ledde Pulse-Fi-studien kan ett enkelt Wi-fi-nätverk som skapats med ett ESP32-chip för fem dollar spåra ens hjärtfrekvens inte sämre än Apple Watch 10 som för närvarande är rabatterad på Amazon men fortfarande har ett pris på 359 dollar.
Testresultaten från cheapo Raspberry Pi var ännu mer exakta, eftersom forskarna siktade Wi-Fi Channel State Information (CSI) data genom AI-algoritmer för att upptäcka hjärtfrekvensen hos mer än hundra studiedeltagare.
Egenskaperna hos den Wi-Fi-kanal som skapas mellan en sändare och en mottagare, t.ex. fas, frekvens i den fysiska omgivningen eller amplitud, kan förändras något med varje andetag och hjärtslag. Dessa minimala förändringar filtreras sedan med hjälp av maskininlärningsalgoritmer som utesluter alla andra orsaker som kan ändra CSI för ett Wi-Fi-nätverk, vilket ger Raspberry Pi rätt pulsmätning för alla de 118 personer som deltog i studien.
Till råga på allt fanns Wi-Fi-nätverkets hjärtfrekvensdetekteringsförmåga där oavsett vilken ställning deltagarna befann sig i, eller om de rörde sig, stod, satt och till och med låg ner.
För att uppnå detta var teamet tvungna att utveckla sin egen databas från grunden och använda en kontrollenhet som en oximeter av klinisk kvalitet för att lära AI-algoritmerna vilka förändringar i Wi-Fi-kanalens frekvens eller amplitud som kunde hänföras till ett hjärtslag och vilka som tillhörde störningar från andra källor.
Den AI-drivna uppsättning som de använde hjälpte till att upptäcka puls från ett längre avstånd, vilket banade väg för tillfällig hjärtfrekvensövervakning via Wi-Fi-nätverk med Pulse-Fi-algoritmen. Förutom Wi-Fi-pulsdetektering inriktar sig UCSC-forskarna nu på mönsterigenkänning av andningsfrekvens, vilket också kan hjälpa människor som lever med sömnapné.
