uma, um cenário ilustrativo para monitorar pessoas em um ambiente interno típico em um ambiente inteligente, maneira em tempo real e barata, onde a metassuperfície inteligente decorada como uma parte da parede é usada para manipular de forma adaptativa os sinais Wi-Fi do ambiente. b, A configuração esquemática do sistema metassuperficial inteligente vem com uma metassuperfície programável de grande abertura para manipular e amostrar os campos de ondas EM de forma adaptativa com redes neurais artificiais (ANNs) para controlar e processar o fluxo de dados instantaneamente. A metassuperfície inteligente possui dois modos operacionais:modos ativo e passivo. No modo ativo, o sistema inteligente possui uma antena transmissora e uma antena receptora. No modo passivo, o sistema inteligente possui um par de antenas receptoras. (c), Fluxo de processamento de dados de microondas usando CNNs de aprendizado profundo. Em (c), os dados de microondas são processados com IM-CNN-1 para formar a imagem de todo o corpo humano. Então, o Faster R-CNN é executado para encontrar a região de interesse (ROI) de toda a imagem, por exemplo, o tórax para monitoramento da respiração, e a mão para reconhecimento de linguagem de sinais. Após, o algoritmo G-S é usado para encontrar a sequência de codificação para controlar a metassuperfície programável de modo que seus feixes de radiação associados possam ser focados em direção ao local desejável. IM-CNN-2 processa dados de microondas para reconhecer o sinal da mão; e a respiração humana é identificada pela análise de frequência de tempo de dados de microondas. Crédito:Lianlin Li, Ya Shuang, Qian Ma, Haoyang Li, Hanting Zhao, Menglin Wei, Che Liu, Chenglong Hao, Cheng-Wei Qiu, e Tie Jun Cui
A Internet das Coisas (IoT) e os sistemas ciberfísicos abriram possibilidades para cidades e casas inteligentes, e estão mudando a maneira de as pessoas viverem. Nesta era inteligente, é cada vez mais necessário monitorar remotamente as pessoas na vida diária usando sinais de sonda de radiofrequência. Contudo, os sistemas de detecção convencionais dificilmente podem ser implantados em configurações do mundo real, uma vez que normalmente requerem que os objetos cooperem deliberadamente ou carreguem um dispositivo sem fio ativo ou etiqueta de identificação. Adicionalmente, os sistemas de detecção existentes não são adaptáveis ou programáveis para tarefas específicas. Portanto, eles estão longe de ser eficientes em muitos pontos de vista, de tempo para consumos de energia.
Em um novo artigo publicado em Ciência leve e aplicação , cientistas do Laboratório Estadual de Sistemas e Redes de Comunicação Ótica Avançada, Departamento de Eletrônica, Universidade de Pequim, China, o Laboratório Estadual de Ondas Milimétricas Southeast University, China, e colegas de trabalho desenvolveram uma metassuperfície inteligente impulsionada por IA para controlar conjuntamente as ondas EM no nível físico e o fluxo de dados EM no pipeline digital. Com base na metassuperfície, eles projetaram uma câmera inteligente EM "barata, ", que tem um desempenho robusto na realização de imagens instantâneas in-situ de toda a cena e reconhecimento adaptativo dos sinais das mãos e sinais vitais de várias pessoas que não cooperam. Mais interessante, a câmera EM funciona muito bem mesmo quando é passivamente excitada por sinais perdidos de Wi-Fi de 2,4 GHz que existem de forma onipresente na vida diária. Como tal, sua câmera inteligente nos permite "ver" remotamente o que as pessoas estão fazendo, monitorar como seus estados fisiológicos mudam, e "ouvir" o que as pessoas estão falando sem implantar nenhum sensor acústico, mesmo quando essas pessoas não cooperam e estão atrás de obstáculos. O método e a técnica relatados abrirão novos caminhos para futuras cidades inteligentes, casas inteligentes, interfaces interativas de dispositivo humano, monitoramento saudável e triagem de segurança, sem causar problemas de privacidade visual.
A câmera EM inteligente é centrada em torno de uma metassuperfície inteligente, ou seja, uma metassuperfície programável habilitada com um cluster de redes neurais artificiais (ANNs). A metassuperfície pode ser manipulada para gerar os padrões de radiação desejados correspondentes a diferentes tarefas de detecção, da aquisição de dados à imagem, e para reconhecimento automático. Ele pode suportar vários tipos de tarefas de detecção sucessivas com um único dispositivo em tempo real. Esses cientistas resumem o princípio operacional de sua câmera:
"Projetamos uma metassuperfície de codificação programável de grande abertura para três finalidades em uma:(1) para realizar imagens de alta resolução in-situ de várias pessoas em uma cena de visão completa; (2) para focar rapidamente os campos EM (incluindo ambiente extraviado Sinais de Wi-Fi) para pontos locais selecionados e evitar interferências indesejadas do tronco corporal e do ambiente; e (3) monitorar os sinais corporais locais e sinais vitais de várias pessoas não cooperativas em configurações do mundo real, digitalizando instantaneamente o local partes do corpo de interesse. "
"Uma vez que a taxa de mudança da metassuperfície é notavelmente mais rápida do que a mudança do corpo (sinal vital e sinal da mão) por um fator de ~, o número de pessoas monitoradas, em princípio, pode ser muito grande ”, acrescentaram.
"A técnica apresentada pode ser usada para monitorar movimentos notáveis ou não notáveis de pessoas não cooperativas no mundo real, mas também ajudar pessoas com deficiências profundas a enviar remotamente comandos para dispositivos usando linguagens corporais. Esta descoberta pode abrir um novo caminho para o futuro cidades inteligentes, casas inteligentes, interface interativa de dispositivo humano, monitoramento saudável, e triagem de segurança sem causar problemas de privacidade. "os cientistas previram.
