a, un escenario ilustrativo para monitorear a las personas en un ambiente interior típico en un inteligente, en tiempo real y de forma económica, donde la metasuperficie inteligente decorada como parte de la pared se utiliza para manipular de forma adaptativa las señales de Wi-Fi ambientales. B, La configuración esquemática del sistema de metasuperficie inteligente viene con una metasuperficie programable de gran apertura para manipular y muestrear los campos de ondas EM de forma adaptativa con redes neuronales artificiales (ANN) para controlar y procesar el flujo de datos al instante. La metasuperficie inteligente tiene dos modos operativos:modos activo y pasivo. En el modo activo, el sistema inteligente tiene una antena transmisora y una antena receptora. En el modo pasivo, el sistema inteligente tiene un par de antenas receptoras. (C), Flujo de procesamiento de datos de microondas mediante el uso de CNN de aprendizaje profundo. C ª), los datos de microondas se procesan con IM-CNN-1 para formar la imagen de todo el cuerpo humano. Luego, se realiza el R-CNN más rápido para encontrar la región de interés (ROI) de la imagen completa, por ejemplo, el pecho para el control de la respiración, y la mano para el reconocimiento del lenguaje de señas. Después, el algoritmo G-S se usa para encontrar la secuencia de codificación para controlar la metasuperficie programable de manera que sus haces de radiación asociados puedan enfocarse hacia el punto deseable. IM-CNN-2 procesa datos de microondas para reconocer el signo de la mano; y la respiración humana se identifica mediante el análisis de frecuencia de tiempo de los datos de microondas. Crédito:Lianlin Li, Ya Shuang, Qian Ma, Haoyang Li, Hanting Zhao, Menglin Wei, Che Liu, Chenglong Hao, Cheng-Wei Qiu, y Tie Jun Cui
El Internet de las cosas (IoT) y los sistemas físicos cibernéticos han abierto posibilidades para ciudades y hogares inteligentes, y están cambiando la forma de vida de las personas. En esta era inteligente Cada vez se exige más monitorizar de forma remota a las personas en la vida diaria mediante señales de sonda de radiofrecuencia. Sin embargo, Los sistemas de detección convencionales difícilmente se pueden implementar en entornos del mundo real, ya que normalmente requieren que los objetos cooperen deliberadamente o porten un dispositivo inalámbrico activo o una etiqueta de identificación. Adicionalmente, los sistemas de detección existentes no son adaptables ni programables para tareas específicas. Por eso, están lejos de ser eficientes en muchos puntos de vista, de tiempo a consumos energéticos.
En un nuevo artículo publicado en Ciencia y aplicación de la luz , científicos del Laboratorio Estatal Clave de Sistemas y Redes de Comunicación Óptica Avanzada, Departamento de Electrónica, Universidad de Peking, Porcelana, el Laboratorio Estatal Clave de Ondas Milimétricas, Universidad del Sureste, Porcelana, y compañeros de trabajo desarrollaron una metasuperficie inteligente impulsada por IA para controlar conjuntamente las ondas EM en el nivel físico y el flujo de datos EM en la canalización digital. Basado en la metasuperficie, diseñaron una cámara EM "inteligente y económica, "que tiene un rendimiento sólido en la obtención de imágenes instantáneas in situ de la escena completa y el reconocimiento adaptativo de los signos de las manos y los signos vitales de varias personas que no cooperan. Lo que es más interesante, la cámara EM funciona muy bien incluso cuando está pasivamente excitada por señales perdidas de Wi-Fi de 2.4GHz que existen ubicuamente en la vida diaria. Como tal, su cámara inteligente nos permite "ver" de forma remota lo que hacen las personas, monitorear cómo cambian sus estados fisiológicos, y "escuchar" lo que la gente está hablando sin instalar ningún sensor acústico, incluso cuando estas personas no cooperan y se encuentran detrás de obstáculos. El método y la técnica informados abrirán nuevas vías para futuras ciudades inteligentes, hogares inteligentes, interfaces interactivas humano-dispositivo, control saludable y detección de seguridad, sin causar problemas de privacidad visual.
La cámara EM inteligente se centra en una metasuperficie inteligente, es decir., una metasuperficie programable dotada de un grupo de redes neuronales artificiales (ANN). La metasuperficie se puede manipular para generar los patrones de radiación deseados correspondientes a diferentes tareas de detección, desde la adquisición de datos hasta la creación de imágenes, y al reconocimiento automático. Puede admitir varios tipos de tareas de detección sucesivas con un solo dispositivo en tiempo real. Estos científicos resumen el principio operativo de su cámara:
"Diseñamos una metasuperficie de codificación programable de gran apertura para tres propósitos en uno:(1) para realizar imágenes de alta resolución in situ de varias personas en una escena de vista completa; (2) para enfocar rápidamente los campos EM (incluidos los Señales de Wi-Fi) a puntos locales seleccionados y evitar interferencias no deseadas del tronco del cuerpo y el entorno ambiental; y (3) para monitorear los signos corporales locales y los signos vitales de múltiples personas que no cooperan en entornos del mundo real escaneando instantáneamente el entorno local. partes del cuerpo de interés ".
"Dado que la tasa de cambio de la metasuperficie es notablemente más rápida que la del cambio corporal (signo vital y signo de la mano) en un factor de ~, el número de personas monitoreadas en principio puede ser muy grande ”, agregaron.
"La técnica presentada se puede utilizar para monitorear los movimientos notables o no notables de personas que no cooperan en el mundo real, pero también puede ayudar a las personas con discapacidades profundas a enviar comandos de forma remota a dispositivos utilizando lenguajes corporales. Este avance podría abrir un nuevo espacio para el futuro ciudades inteligentes, hogares inteligentes, interfaz interactiva humano-dispositivo, seguimiento saludable, y controles de seguridad sin causar problemas de privacidad. "pronostican los científicos.
