Šviesos leidybos centras, Čangčuno optikos, tiksliosios mechanikos ir fizikos institutas, CAS
Belaidžio ryšio ant sienų koncepcijos demonstravimas. Parodyta keletas pavyzdžių. Kreditas: Muhammad Usman et al Pacientų sveikatos priežiūra labai priklauso nuo situacijos ligoninėje, o nuotolinė stebėsena namuose yra labai sudėtinga. Siūlomos įvairios žmogaus veiklos atpažinimo sistemos, kuriose naudojami jutikliai, kameros ir dėvimi įrenginiai. Tačiau dėl šių metodų kyla arba privatumo problemų, arba reikia nuolat nešiotis nešiojamąsias priemones. Šias problemas galima išspręsti naudojant bekontaktę žmogaus veiklos stebėjimo sistemą.
Vienas iš siūlomų nuotolinės pacientų stebėsenos metodų yra belaidžio kanalo jutimas naudojant radijo dažnio (RF) įrenginius. Tai reiškia, kad reikia dislokuoti papildomus aktyvius radijo dažnių įrenginius, skirtus paciento sveikatos priežiūrai ir stebėsenai namuose, o tai būtų brangus sprendimas. Neįprastas, bet paplitęs sprendimas – ištirti aplinkoje jau esančius šaltinius signalus, pavyzdžiui, mobiliojo ryšio ir (arba) WiFi signalus. Be to, pacientų ar galutinių vartotojų pritarimas yra problema, jei namuose įdiegsime papildomus sveikatos stebėsenos prietaisus, o tai motyvuoja poreikį perdirbti aplinkos signalus stebėsenai.”
Naujame straipsnyje, paskelbtame žurnale Light Science & Application, mokslininkų komanda, vadovaujama dr. Abbasi iš James Watt School of Engineering, Glazgo universiteto (Jungtinė Karalystė), sukūrė perkonfigūruojamą išmanųjį paviršių (RIS), dar vadinamą „išmaniosiomis sienomis”, skirtą elektromagnetinėms (EM) bangoms valdyti fiziniu lygmeniu ir manipuliuoti jų sklidimo keliu, kad bekontakčiu būdu būtų galima panaudoti žmogaus veiklos duomenis.
RIS paprastai susideda iš dviejų sluoksnių: pirmasis sluoksnis yra metapaviršiaus struktūra, sudaryta iš derinamų vienetinių elementų, tarp kurių atstumas tarp bangų ilgių yra mažesnis nei bangos ilgis, o antrajame sluoksnyje yra valdymo ir šališkumo tinklas. Palyginti su tokiomis technologijomis kaip fazinės matricos ir relės, pagrindinis RIS panaudojimo EM transformacijoms privalumas yra jų mažas sudėtingumas ir pasyvus pobūdis, todėl šią technologiją galima lengvai išplėsti, kad ji padengtų didelius paviršiaus plotus mažomis gamybos sąnaudomis ir sunaudotų minimalų energijos kiekį.
Šiame darbe, kuriame naudojamas dirbtinis intelektas, siekiama pasiūlyti paradigminį pokytį bekontaktėje namų veiklos stebėsenoje, įvedant RIS, kad būtų išplėsta veiklos stebėsenos sistemos aprėpties sritis, kuri gali padėti stebėti ir pagerinti skiriamąją gebą fokusuojant spindulį. RIS paremtos veiklos stebėjimo sistemos jutimo galimybės demonstruojamos sudėtingoje belaidžio sklidimo aplinkoje, kurioje įprastinis mikrobangų jutimas negali būti veiksmingas. Būtent, aptikti jutiklius už kampo koridoriaus sankryžoje ir aptikti jutiklius keliuose aukštuose.
Koridoriaus sankryžos eksperimentinė sąranka. Siųstuvas ir imtuvas per koridoriaus sankirtoje įrengtą RIS sudaro virtualų tiesioginio matymo ryšį. Brūkšniuotomis linijomis pažymėta veiklos zona, kurioje buvo atliekami eksperimentai. Kreditas: Muhammad Usman et al Sukurtą išmaniąją sieną galima manipuliuoti ir nukreipti spindulius įvairiomis kryptimis. Dėl platesnio nuskaitymo kampo veiklą galima aptikti ir stebėti plačiose atvirose erdvėse. Eksperimentinės sąrankos privalumas yra tas, kad veiklą galima atlikti realiuoju laiku, o spindulį galima perjungti į kelias vietas, kad būtų galima stebėti pacientą skirtingose erdvėse. Mokslininkai apibendrina savo išmaniosios sienos veikimo principą taip:
„Mes projektuojame didelės skiriamosios gebos programuojamą išmanųjį paviršių trims tikslams: (1) kad būtų galima nuskaityti ir nukreipti spindulį į kelias vietas ir (arba) grindis; (2) sufokusuoti EM energiją norimoje vietoje taip, kad būtų išvengta nepageidaujamų trukdžių iš aplinkinės aplinkos; ir (3) kad būtų galima nustatyti įvairias kūno padėtis, pavyzdžiui, sėdint, stovint ir einant, naudojant mašininio mokymosi algoritmą, naudojant išmaniojo paviršiaus surinktą EM energiją.”
„Kadangi išmaniosios sienelės perjungimo greitis ir platus nuskaitymo kampas yra greitesnis ir platesnis, stebimų žmonių skaičius iš principo gali būti labai didelis, tačiau esami darbai apsiriboja tik vienu asmeniu, – pridūrė jie.”
„Pateiktas metodas gali būti naudojamas stebėti pacientus, turinčius gilią negalią, pvz, Eisenos sustingimą (FoG), kuris yra vienas iš Parkinsono ligos simptomų, pacientai gali būti nepajėgūs tinkamai vaikščioti ir yra linkę kristi bei sunkiai susižeisti. Šis proveržis gali atverti naują erdvę išmaniosioms sienoms, kurios gali būti naudojamos nuotolinei pacientų stebėsenai, kad būtų galima numatyti būsimas tendencijas ir įvykius, naudojant dirbtinį intelektą, sudarant proaktyvią namų sveikatos stebėsenos aplinką”, – teigia mokslininkai.
Daugiau informacijos: Muhammad Usman et al, Intelligent wireless walls for contactless in-home monitoring, Šviesa: Science & Applications (2022). DOI: 10. 1038/s41377-022-00906-5
Suteikė Šviesos leidybos centras, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics And Physics, CAS
Citavimas: Išmaniosios belaidės sienos bekontaktei stebėsenai namuose (2022, liepa 18), gauta rugpjūčio 1 d. 2022 iš https://techxplore.com/news/2022-07-intelligent-wireless-walls-contactless-in-home.html
Šiam dokumentui taikomos autorių teisės. Be raštiško leidimo negalima atgaminti jokios dokumento dalies, išskyrus sąžiningą naudojimą asmeninėms studijoms ar tyrimams. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.
