Uyku apnesinden katatreni’ye (uykuda inleme olarak da bilinir), pek çok Solunum Problemleri geceleri biz yatağa tıkılıp kaldığımızda kendilerini gösterirler. Bu, tespit edilmelerini zorlaştırır ve teşhis edilmesini daha da zorlaştırır. Neyse ki, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsündeki (NIST) bilim adamları, nefesinizi ölçmek ve ne zaman nefes almakta zorlandığınızı belirlemek için mevcut Wi-Fi yönlendiricinizi kullanmanın bir yolunu geliştirdiler.
Eğer bunlardan birini kullanıyorsanız en iyi Wi-Fi yönlendiricileri hatta biri en iyi ağ Wi-Fi sistemleri evde, bu cihazlar sürekli olarak radyo frekansları yayınlıyor. Bu görünmez frekanslar evinizin etrafında dolaşırken, duvarlar, mobilyalar ve hatta insanlar da dahil olmak üzere etraflarındaki her şeyden yansır veya geçerler.
Hareketleriniz ve hatta nefesiniz, akıllı telefonunuza, dizüstü bilgisayarınıza ve diğer bağlı cihazlara giderken yönlendiricinizin Wi-Fi sinyalinin yolunu biraz değiştirir. Bu nedenle NIST, evinizdeki birinin nefes almakta güçlük çekip çekmediğini anlamak için bu küçük değişiklikleri analiz etmenin bir yolunu buldu.
BreatheSmart ve Wi-Fi sinyalleri
2020’de, Covid-19 salgınının ilk günleri nedeniyle ventilatörlerin kıt olduğu zamanlarda, Paylaşımlı Spektrum Metroloji Grubuna liderlik eden Jason Coder ve NIST’teki diğer bilim adamları yardımcı olabilecekleri bir yol düşünüyorlardı. Ancak yeni bir cihaz geliştirmek için zaman olmadığından, bunun yerine mevcut teknolojiyi kullanmanın yollarını düşündüler.
Coder, aynı odadaki bir kişinin nefes alma hızını ölçmek için mevcut Wi-Fi yönlendiricilerini kullanmak üzere FDA’nın Bilim ve Mühendislik Laboratuvarları Ofisi’ndeki meslektaşlarıyla birlikte araştırma görevlisi Susanna Mosleh ile birlikte çalıştı.
Bunu yapmak için, bir Wi-Fi sinyali bir kişiden geri dönerken bozulmaları gözlemlemek için bir dizüstü bilgisayardan veya akıllı telefondan bir yönlendiriciye gönderilen bir dizi sinyal olan kanal durumu bilgisini (CSI) kullandılar. Bu, NIST ekibinin, sinyalin nasıl değiştiğine dair daha ayrıntılı bir resme sahip olabilmeleri için bu CSI akışlarını daha sık (saniyede 10 defaya kadar) almak üzere bir yönlendiricinin sabit yazılımını değiştirmesini gerektirdi.
Coder ve meslektaşları, anormal derecede yavaş nefes alma (bradipne), anormal derecede hızlı nefes alma (takipne), astım, pnömoni ve diğer kronik obstrüktif akciğer hastalıkları (KOAH) gibi nefes alma koşullarını yankısız bir odada ve kapalı bir odada taklit eden özel bir manken kurdular. raf Wi-Fi yönlendirici ve alıcı. Manken nefes alırken göğsünün hareketi Wi-Fi sinyalinin yolunu değiştirdi. Bilim adamları çok fazla veri toplayabilseler de, yine de hepsini anlamlandırmaları gerekiyordu.
Bunun için, yakaladıkları tüm CSI verilerini tarayan BreatheSmart adlı derin bir öğrenme algoritması geliştirdiler. Algoritma daha sonra %99,54’lük bir başarı oranıyla farklı solunum problemlerini gösteren kalıpları tanıyabildi.
Gelecekteki programlar için bir çerçeve
NIST’in BreatheSmart algoritması iyi çalışmasına ve bir dizi farklı solunum koşulunu tanımlayabilmesine rağmen, yakın zamanda halka sunulmayacak. Bunun yerine Coder ve Mosleh, geliştiricilerin kılavuzlarında sunulan süreci kullanmalarını umuyor. Araştırma kağıdı (yeni sekmede açılır) nefes almayı uzaktan izlemek için başka programlar oluşturmak. Coder, NIST’in BreatheSmart’ı geliştirme konusundaki çalışmasına ilişkin daha fazla bilgi sağladı. basın bülteni (yeni sekmede açılır)söyleyerek:
“Verileri toplama yollarımızın tümü erişim noktasındaki (bu durumda yönlendirici) yazılımla yapılıyor, bu da telefondaki bir uygulamayla yapılabilir. Bu çalışma, birinin kendi algoritmasını nasıl geliştirip test edebileceğini ortaya koymaya çalışır. Bu, ilgili bilgileri almalarına yardımcı olacak bir çerçevedir.”
Artık bilim adamları, nefes almayı ölçmek için Wi-Fi sinyallerinin nasıl kullanılacağını göstermiş olduklarına göre, yakında bu teknoloji için başka uygulamalar görebiliriz. Kim bilir — Wi-Fi yönlendiriciniz bir gün hayatınızı kurtarabilir.
