無需手動指令，Wi-Fi信號也能“讀懂”人的需求，并指揮智能家居提供服務(wù)——天津大學網(wǎng)絡(luò)與云計算團隊在無線感知領(lǐng)域取得突破性進展，相關(guān)成果近日發(fā)表于國際學術(shù)期刊IMWUT。該研究通過分析Wi-Fi信號受人體活動影響產(chǎn)生的細微變化，實現(xiàn)了家居環(huán)境中人體位置、狀態(tài)與行為的精準感知，為智能家居向“無感化”服務(wù)邁出關(guān)鍵一步。

傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)多依賴用戶主動發(fā)出語音指令或依賴特定傳感器，難以持續(xù)、無感地捕捉用戶動態(tài)需求。例如，老人起身時可能因操作不便無法及時開啟燈光，或獨居者跌倒后無法主動求助。針對這一痛點，研究團隊開發(fā)了一套新型高精度感知應(yīng)用，無需用戶佩戴任何設(shè)備，僅通過分析家中Wi-Fi信號的波動，即可實時感知人體活動，并聯(lián)動智能設(shè)備提供服務(wù)。例如，當系統(tǒng)檢測到用戶從臥室走向廚房時，可自動打開走廊燈光；若感知到老人長時間靜止不動，則觸發(fā)警報并通知家屬。

將實驗室技術(shù)落地家庭場景面臨兩大挑戰(zhàn)：一是系統(tǒng)部署復(fù)雜，需專業(yè)人員反復(fù)調(diào)試設(shè)備位置；二是家居環(huán)境中家具、電器等物品對信號的遮擋與反射，導致感知精度下降。為破解“部署難”，團隊創(chuàng)新性利用掃地機器人的日常清掃行為，將其轉(zhuǎn)化為環(huán)境信息采集工具。當機器人按常規(guī)路線清掃時，系統(tǒng)同步構(gòu)建家庭物理空間地圖與Wi-Fi信號地圖，并自動標記路由器、智能音箱等設(shè)備的位置，精度達0.1米。用戶僅需讓機器人完成一次清掃，即可完成系統(tǒng)初始化，徹底省去手動測量與專業(yè)安裝的麻煩。

針對“精度低”的問題，團隊摒棄了傳統(tǒng)模型中“信號無遮擋”的理想化假設(shè)，首次面向真實家庭環(huán)境構(gòu)建理論模型。該模型通過模擬Wi-Fi信號在復(fù)雜空間中的傳播路徑，能夠“理解”信號因家具遮擋、墻面反射產(chǎn)生的變化規(guī)律，從而在物品繁雜的家居場景中實現(xiàn)穩(wěn)定感知。實驗數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)在多人同時活動、家具動態(tài)移動等場景下，仍能保持高精度識別，誤判率較傳統(tǒng)方法降低60%以上。

目前，該技術(shù)已支持與市面上主流智能設(shè)備的聯(lián)動，包括燈光、空調(diào)、安防系統(tǒng)等。研究團隊表示，下一步將優(yōu)化系統(tǒng)對微小動作的識別能力，例如通過分析呼吸頻率判斷睡眠質(zhì)量，或通過手勢變化控制設(shè)備開關(guān)，進一步拓展無線感知技術(shù)的應(yīng)用邊界。