پایش سلامت با روترهای WiFi بدون گجت پوشیدنی

دانشمندان آمریکایی با توسعه روشی نوین موفق شده‌اند روترهای خانگی WiFi را بدون گجت پوشیدنی به ابزاری برای پایش سلامت انسان تبدیل کنند.

به گزارش تک‌ناک، این فناوری با نام Pulse-Fi که توسط مهندسان دانشگاه کالیفرنیا در Santa Cruz طراحی شده است، می‌تواند ضربان قلب را با دقتی در حد تجهیزات پزشکی پایش کند.

این فناوری بدون نیاز به ساعت هوشمند، بند سینه‌ای یا دستگاه‌های بیمارستانی، صرفاً با استفاده از یک فرستنده و گیرنده WiFi قادر به تشخیص ضربان قلب است.

این سامانه با بهره‌گیری از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی، تغییرات بسیار جزئی ناشی از تپش قلب در سیگنال‌های WiFi را تشخیص می‌دهد و هم‌زمان نویزهای محیطی مانند حرکت بدن یا تداخل امواج را فیلتر می‌کند. آزمایش‌های انجام‌شده روی ۱۱۸ داوطلب نشان داد که Pulse-Fi تنها پس از پنج ثانیه پردازش سیگنال توانست ضربان قلب را با خطای نیم تپش در دقیقه ثبت کند. دقت این فناوری با طولانی‌تر شدن پایش سلامت افزایش یافته است و وضعیت بدنی افراد ــ چه نشسته، ایستاده، درازکش یا در حال حرکت ــ تأثیری بر عملکرد آن نداشته است.

محققان برای توسعه این سامانه از تراشه‌های ESP32 با قیمت ۵ تا ۱۰ دلار و بردهای Raspberry Pi با هزینه‌ای حدود ۳۰ دلار استفاده کردند. نتایج نشان داد که حتی با این تجهیزات ارزان، عملکرد سامانه، دقیق و قابل اعتماد است. پژوهشگران پیش‌بینی می‌کنند که استفاده از روترهای تجاری می‌تواند دقت Pulse-Fi را بیش از این افزایش دهد.

مبنای عملکرد این فناوری بر رفتار امواج رادیویی هنگام عبور از فضا است. هنگامی که سیگنال WiFi با بدن انسان برخورد می‌کند، بخشی از آن جذب یا پراکنده می‌شود. ضربان قلب تغییراتی بسیار ظریف اما قابل اندازه‌گیری در این امواج ایجاد می‌کند، که الگوریتم‌ها با آموزش از داده‌های واقعی ثبت‌شده توسط اکسیمترها قادر به تشخیص آنها هستند. برای جمع‌آوری داده‌های آموزشی، آزمایش‌هایی در کتابخانه علوم و مهندسی UC Santa Cruz انجام شد و تغییرات سیگنال WiFi با ضربان واقعی قلب مقایسه گردید. همچنین داده‌های پژوهشگران برزیلی که از Raspberry Pi استفاده کرده بودند به کار گرفته شد تا دقت نتایج بیشتر تأیید شود.

تیم تحقیقاتی اکنون در حال توسعه قابلیت‌های جدید برای این سامانه است تا نرخ تنفس را نیز پایش کند؛ قابلیتی که می‌تواند در تشخیص اختلالاتی مثل آپنه خواب مفید باشد. همچنین آزمایش‌ها نشان داد که Pulse-Fi حتی از فاصله سه متری ــ حدود ۱۰ فوت ــ نیز قادر به ردیابی دقیق ضربان قلب است و برخلاف روش‌های پیشین، فاصله بر عملکرد آن تأثیری ندارد.

یافته‌های این تحقیق در مجموعه مقالات کنفرانس بین‌المللی IEEE سال ۲۰۲۵ با موضوع Distributed Computing in Smart Systems and the Internet of Things (DCOSS-IoT) منتشر شده است.

این دستاورد می‌تواند آغازگر نسلی تازه از روترهای خانگی باشد که علاوه بر اتصال به اینترنت، به‌ عنوان ابزارهای غیرتهاجمی پایش سلامت نیز عمل کنند.