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在未來幾年,我們的家庭將變得更加智慧,使我們能夠使用智慧手機從任何房間管理整合的電器和其他電子裝置系統——這是“物聯網”的一種通用遙控器。然而,一種更簡單、更直觀的方法將允許我們透過簡單的揮手來切換電影片道或開啟咖啡機。
華盛頓大學(U.W.)計算機科學家團隊正在開發這樣一種系統 (pdf)。該系統名為“WiSee”,它使用改進的無線路由器來接收和識別瀰漫在生活空間中的Wi-Fi訊號中的輕微擾動。軟體演算法解釋手或身體手勢產生的這些擾動,並將這些運動轉化為控制特定無線裝置的命令。
空中手勢識別已經透過微軟的Xbox Kinect遊戲機普及開來。但Kinect是一種基於視覺的系統,它依賴攝像頭來捕捉玩家的手勢;超出攝像頭視線範圍的人無法進行互動。由於Wi-Fi訊號可以穿牆而過,WiSee將允許使用者從家中的任何位置控制不同房間的裝置。從某種意義上說,它重新利用了已經存在的Wi-Fi訊號來執行手勢識別——無需購買運動感應攝像頭。
當一個人在充滿來自路由器、筆記型電腦和手機的Wi-Fi訊號的環境中移動時,這種移動會使這些訊號的頻率產生輕微變化,U.W.計算機科學與工程學助理教授、首席研究員Shyam Gollakota說。研究人員利用這種多普勒頻移——發射器和接收器觀察到的頻率變化,因為受擾動的波相對於這些位置移動——設計了WiSee接收器,以理解人手臂、腿或整個身體的不同運動產生的訊號擾動。理想情況下,一個人在炎熱的夏日坐在客廳裡,可以透過,嗯,在空中做一個搖動手勢來調高空調溫度。同樣,在一個房間裡交談的人可以透過簡單地在空中向下拍打來降低來自另一個房間的電視音量。
為了在真實世界的環境中測試該系統,研究人員跟蹤了五名志願者,他們首先在辦公室環境中操作,然後在兩居室公寓中操作。人們被指示用身體做出九種特定的手勢,包括推、拉和踢的動作。在測試期間執行的900個手勢中,WiSee的正確響應率為94%。在公寓內測試的四天線版本的WiSee接收器可以識別主要使用者的手勢,即使附近有其他人並執行隨機手勢。然而,隨著干擾數量的增加,準確率下降。
Gollakota說,在測試期間,每位主要使用者都使用WiSee程式預設識別的特定“前導”手勢來識別自己。“人們還可以想象這樣一種系統,每個使用者都可以設定[他或她]自己的前導手勢,以實現某種形式的[安全]訪問控制,”他補充道。這種識別和控制措施將防止您的鄰居使用Wi-Fi訊號從他自己的公寓調低您的音響。它們還可以防止您,例如,每次您試圖拍打蒼蠅時都關掉燈。