無線信号による歩行速度の検出

電子回路との集積化に適したシリコンMEMS共振器 (六月 2019).

Anonim

私たちは、呼吸、血圧、体温、脈拍が人間の健康の複雑さに重要なウィンドウを提供することを長い間知られてきました。 しかし、研究が増えれば、認知機能の低下、衰退、さらには特定の心臓病や肺疾患などの健康問題を予測するうえでのもう一つの重要な徴候 - 歩行の速さが示唆されます。

残念ながら、ウォーキングのスピードを正確に監視するのは、連続的で邪魔にならない方法ではありません。 MITのコンピュータサイエンスと人工知能研究所(CSAIL)の片田禎一教授のグループは、この問題に取り組んでおり、答えは無線になると考えています。

新しい論文では、ワイヤレス信号を使用して95〜99%の精度で複数の人の歩行速度を測定できるデバイス「WiGait」を発表しました。 このシステムは、Katabiのチームが2015年にオバマ大統領に提示したデバイスのアップデートです。

小さな絵の大きさは、人の家の壁に置くことができます。 呼吸や落ち込みから特定の感情まで様々な行動を測定するために、人体に反射された無線信号を分析するKatabiの以前の研究を基にしています。 (信号は、標準的な携帯電話より約100倍少ない放射を放出する。)

「家庭用センサーを使用することで、歩行速度の変化が長期間にどのように変化するかを知ることができます」とリード著者と博士号の学生Chen-Yu Hsu氏は述べています。 「これは、物理療法を行っているのか、薬を変更しているのか、誰かが自分の健康レジメンを調整すべきかどうかについての洞察を提供することができます。

また、WiGaitは歩幅を測定する際に85〜99%正確であり、研究者はステップサイズの縮小を特徴とするパーキンソン病のような状態をよりよく理解することができます。

HsuとKatabiは、CSAIL PhD学生Zachary Kabelacと大学院生であるRumen Hristovと共同で、香港大学理工学部のYuchen LiuとBoston University School of Medicineの助教授Christine Liuと協力してWiGaitを開発しました。 チームは、コロラド州のコンピューティングシステムにおける人的要因に関するACMのCHI会議で5月に論文を発表する予定です。

使い方

今日の歩行速度は、ストップウォッチを使用して理学療法士または臨床医によって測定されます。 FitBitのようなウェアラブルは、ステップ数に基づいておおよその速度を見積もることができます。 GPS対応のスマートフォンも同様に不正確で、屋内では使用できません。 カメラは邪魔になり、一度に1つの部屋しか監視できません。 比較的正確な唯一の方法は、VICONモーショントラッキングです。これは、日々の健康状態の変化を監視するのには実用的ではありません。

一方、WiGaitは、人がセンサを着用したり携行したりすることなく、高度な粒度で歩行速度を測定します。 それは周囲の無線信号とその反射を人体から分析することによってそうする。 また、チームのアルゴリズムは、台所の清掃や歯の磨きなど、歩き方を他の動きと区別することができます。

Katabi氏によると、このデバイスは、特に高齢者にとって、重要な健康情報を明らかにするのに役立ちます。例えば、歩行速度の変化は、けがをする可能性があります。

「多くの回避可能な入院は、転倒、うっ血性心疾患、または慢性閉塞性肺疾患などの問題に関連しており、歩行速度に相関することが示されています。 「入院回数をわずかに減らすだけで、医療費を大幅に向上させることができます」

チームはWiGaitをカメラよりもプライバシーに配慮して開発し、あなたを画面上の動くドット以上に見せる。 将来、彼らは、パーキンソン病、アルツハイマー病またはMSのような歩行障害を有する人々に、病気の進行を正確に追跡し、投薬を調整するのを手助けするために、その訓練を望んでいる。

McLean HospitalとHarvard Medical Schoolの高齢臨床医であるIpsit Vahiaは次のように述べています。「このデバイスの真の新しさは、ユーザーからの積極的な関与なしに、健康と行動の主要な測定基準をマッピングできることです。誰が研究に関与していなかったのか。 「歩行速度は、臨床的に重要な多くの病状の代理指標であり、これは睡眠パターン、呼吸数および他の重要な人間の行動の測定にも及ぶ可能性がある」

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