利用Wi-Fi 訊號辨識姿勢，不論你在房子何處

2013/06/06 |

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離開公寓前忘了關燈嗎？沒問題。只要舉起你的手，手指在空中揮一下，你的燈將關閉。想要改變隔壁房間的音響系統正在播放的那首歌嗎？只要把手移向右側就能夠翻閱歌曲。

華盛頓大學的電腦科學家開發出一套姿勢辨識技術，使這樣的想像離現實更近一步。研究者已經證明，利用我們周遭的 Wi-Fi 訊號變化，來偵測特定運動，且不需要透過人身上的感應器或攝影機，是有可能成真的！

透過一個適合的 Wi-Fi 路由器以及客廳裡的幾個無線裝置，使用者就能夠在家中的任何房間，以簡單的手勢來控制他們的電子裝置與家電。

「這以新的方式重新運用（repurposing）已存在的無線訊號，」主持這項研究、UW 電腦科學與工程助理教授的 Shyam Gollakota 表示，「你真的可將無線網路用於姿勢辨識而不需要佈署更多感應器。」

UW 研究團隊包括 Shwetak Patel，電腦科學與工程、電子工程助理教授，及其實驗室。這項技術，他們稱之為「WiSee」，已投稿到第十九屆 International Conference on Mobile Computing and Networking（MobiCom）。

此概念類似於使用攝影機來辨識姿勢的 Xbox Kinect －不過 UW 技術更簡單、便宜而且使用者不用與他們想要控制的裝置待在同一個房間。那是因為 Wi-Fi 訊號能夠穿牆，而且不會受到可見光的約束或聲音的限制。

UW 研究者打造一款「智慧」接收裝置，它會聆聽房內各種裝置的無線傳輸，包括智慧型手機、筆電以及平板。一個標準的 Wi-Fi 路由器就很適合當作一個接收器來用。

當一個人移動，會稍微改變無線訊號的頻率。移動一隻手或一隻腳，會導致接收器偵測到一種模式（pattern）的變化，稱為都卜勒頻移（Doppler frequency shift）。

這些頻率的變化非常小，只有幾赫茲，相較之下Wi-Fi 訊號則有 20 MHz 的頻寬並在 5 GHz 的頻率下運作。研究者開發出一套演算法，用以偵測這些細微的偏移。這項技術同時也將裝置在沒有傳輸時的無線訊號間隙納入考量。

這項技術能辨識九種不同的全身姿勢，從推、拉、揮拳到全身扭動（full-body bowling）。研究者在一處有二間臥房與一間辦公空間的公寓裡，以五位使用者進行測試。在展現的 900 種姿勢中，WiSee 能準確分類其中的94%。

「這是第一款『全家』姿勢辨識系統，使用者不需要拿感應器，或是在每個房間佈署攝影機，」參與這項研究的學生Qifan Pu表示。

這套系統需要具有多根天線的接收器。直觀地說，每根天線調整成某種特定的使用者運動，故至多有五人可同時在相同的住所內移動而不會使接收器混淆。如果某人想要使用 WiSee，她可以完成某種特定的、重複的姿勢順序，以存取接收器。這種「密碼」概念亦能使系統保持安全並防止鄰居－或駭客控制你家中的裝置。

一旦無線接收器鎖定使用者，她能完成一般的姿勢以便與她家裡的裝置或家電互動。接收器能被程式化成「將特定姿勢」理解為「與特定裝置相關」。

在這種情況下，一間智慧家（smart home）將能夠成真，讓妳能夠簡單的揮揮手就關閉爐子，或著在床上打開咖啡機。

計畫的下一步要能夠一次控制多個裝置。

※ 按：這樣很像魔法師，施法前還要先用啟動咒語。

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妳／你好，我是來自火星的火星人，畢業於火星人理工大學（不是地球上的 MIT，請勿混淆 :p），名字裡有條魚，雖然跟魚一點關係也沒有，不過沒有關係，反正妳／你只要知道我不是地球人就行了… :D