Wi-Fi signals enable gesture recognition throughout entire home (w/ Video)
http://phys.org/news/2013-06-wi-fi-enable-gesture-recognition-entire.html
By Michelle Ma, June 5, 2013
(Phys.org) -- 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。
Washington 大學的電腦科學家開發出一套姿勢辨識技術，那使上述這些事離現實更近一步。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，是有可能的。
利用一個適合的 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，" 領導研究者 Shyam Gollakota 表示，UW 電腦科學與工程助理教授。"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，本週將其發現發表在線上。這項技術，他們稱之為「WiSee」，已遞交給第十九屆 International Conference on Mobile Computing and Networking（MobiCom）。
此概念類似於 Xbox Kinect -- 一款商業化產品，使用攝影機來辨識姿勢 -- 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，那基本上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，用以偵測這些些微的偏移。這項技術亦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）。研究者在一個有二間臥房與一間辦公環境的公寓裡，以五位使用者進行測試。在展現出來的 900 種姿勢中，有 94% WiSee 都能準確分類。
"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，" Qifan Pu，一位合作者，以及 UW 的訪問學生。
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」。
合作者 Patel 與 Sidhant Gupta，電腦科學與工程學博士生，已經與 Microsoft Research 就二種類似技術進行合作：SoundWave，那使用聲音，以及 Humantenna，那使用來電氣線路的輻射 -- 那全都使用全身姿勢。不過 WiSee 較為先進，因為它不需要使用者與接收器、裝置待在相同房間。
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。
研究者計畫下一步要能夠一次控制多個裝置。這項初步研究由 UW 電腦科學與工程學系資助。
※ 這樣很像魔法師，施法前還要先用啟動咒語。
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