همکاری هوش مصنوعی و وای‌فای برای شناسایی و ردگیری حرکات بدن انسان از پشت دیوار
در سال ۲۰۱۵، تیم تحقیقاتی از دانشگاه MIT توانسته بود با کمک امواج رادیویی وای‌فای، افراد پشت یک دیوار را شناسایی و تشخیص دهد. اما این فناوری بسیار محدود بود و هاله‌ای از وجود یک فرد پشت دیوار نشان می‌داد.
اکنون، تیم تحقیقاتی دیگری از دانشگاه MIT توانستند هوش مصنوعی را هم وارد ماجرا کنند و حاصل همکاری وای‌فای و AI، شناسای و ردگیری اسکلت بدن افراد از پشت دیوار شود. این فناوری می‌تواند برای نظارت بر حرکات بیماران پارکینسون در خانه خودشان استفاده شود.
تاریخچه چنین فناوری به یک دهه پیش برمی‌گردد. در ابتدا، شرکت دارپا (DARPA) پروژه‌ای برای شناسایی و ردگیری افراد پشت دیوار با استفاده از امواج رادیویی تعریف کرد. اما تا پیش از تحقیقات جدید، دستاورد این پروژه فقط به نمایش یک فرد به صورت لکه بود.
فناوری جدید دانشگاه MIT می‌تواند به طور کامل اسکلت یک فرد را ترسیم و حرکات بخش‌های مختلف آن را به صورت آنلاین نمایش دهد. با این فناوری، می‌توان فهمید یک فرد در حال حرکت، ایستادن یا نشسته است.
به علاوه، این فناوری روی حرکات برخی مفاصل کلیدی بدن مانند آرنج، مهره‌های پشتی و پا تمرکز دارد. این فناوری می‌تواند حرکات دست‌ها و پاهای افراد را نشان دهد و به راحتی فهمید که مثلا فرد پشت دیوار خم شده یا قصد انجام چه کاری دارد.
چگونه کار می‌کند؟
در این سیستم از امواج رادیویی همانند سیگنال‌های وای‌فای ولی با قدرت کمتر استفاده می‌شود. این سیگنال‌ها می‌توانند از موانعی مانند دیوار عبور کنند و پس از برخورد با بدن انسان، دوباره به سوی منبع بازگشت کنند و شماتیک بدن را نشان بدهند.
تا اینجای کار ساده است ولی مرحله بعدی تجزیه و تحلیل امواج وای‌فای منعکس شده است. هوش مصنوعی در این مرحله به کمک وای‌فای می‌آید. محققان MIT توانستند با کمک الگوریتم‌های یادگیری ماشینی، یک شبکه عصبی را آموزش دهند تا امواج رادیویی دریافتی را تحلیل کرده و به صورت اطلاعات دیجیتالی درآورد.
این فرآیند که اصطلاحا supervised learning گفته می‌شود؛ تلاش می‌کند از دیتاهای دریافتی، قواعد مشخصی را استخراج کند. در خودران‌ها برای شناسایی وضعیت چراغ راهنمایی و رانندگی و رنگ چراغ نیز از این فناوری استفاده می‌شود.
معمولا شبکه‌های عصبی برای تفسیر یک تصویر استفاده می‌شود ولی می‌تواند وظایف به مراتب پیچیده‌تری مانند ترجمه یک زبان، ایجاد متن با تقلید از اطلاعات و غیره را انجام دهد.
در فناوری شناسایی و ردگیری افراد پشت دیوار؛ چالش بزرگ دریافت سیگنال‌های منعکس شده و یافتن این موضوع است که کدام‌یک مربوط به سر یا دست و پا است. در حقیقت، امواج ضعیف و بسیار کم منعکس‌شده باید برچسب‌گذاری شوند تا حرکات دقیق اسکلت بدن یک انسان شکل بگیرد.
راهکاری که محققان یافتند، جفت کردن یک دوربین با امواج رادیویی برای برچسب‌گذاری روی تصاویر گرفته شده توسط دوربین و آموزش شبکه عصبی در دوره آزمایشی بود. این مرحله، بدون وجود دیوار انجام شده تا دوربین‌ها بتوانند افراد را ببینند و شبکه عصبی آموزش ببیند.
پس از طی کردن دوره‌های آموزشی، در کمال تعجب شبکه عصبی می‌توانست بدون وجود دوربین و فقط از روی امواج رادیویی، افراد ناشناس پشت دیوار را شناسایی و حرکات بدن‌شان را ثبت و برچسب‌گذاری کند؛ به‌طوری‌که اسکلت کامل بدن یک انسان کامل شکل می‌گیرد و راه می‌رود و حرکت دارد.
این سیستم می‌تواند حرکات بدن و نوع راه رفتن مردم را ثبت کند و دقتی بالای ۸۳ درصد دارد. نتایج این دستاورد می‌تواند در مراقبت و درمان برخی بیماری‌ها مانند پارکینسون مفید باشد.
پزشکان می‌توانند بدون کار گذاشتن دوربین در خانه افراد بیمار، حرکات بدن‌شان را زیر نظر بگیرند و از وضعیت رشد بیماری یا بهبود آن مطلع باشند.
