Profesor Mostofi wykorzystuje sygnały WiFi do liczenia tłumu

Od 2009 r. profesor Yasamin Mostofi na Wydziale Elektrotechniki i Inżynierii Komputerowej UC Santa Barbara i jej laboratorium są pionierami przełomowych metod wykrywania wykorzystujących codzienne sygnały radiowe (RF). Ich prace rozpoczęły się, gdy pokazali, w jaki sposób sygnały Wi-Fi mogą być używane do obrazowania przez ściany i od tego czasu Laboratorium Mostofi odkryło wykorzystanie sygnałów Wi-Fi specjalnie do analizy tłumu. Ta zdolność miała różnorodne zastosowania, od rozpoznawania aktywności po osobistą identyfikację.

„Jednak ludzie musieli się poruszać, aby być liczonym” – powiedział Mostofi. „Liczenie siedzącego tłumu pozostało trudnym i nierozwiązanym problemem z powodu braku większych ruchów ciała.”

Ta trudność była główną motywacją najnowszej pracy Mostofi, w której wraz ze swoim zespołem opracowała nową strukturę matematyczną, która umożliwiała liczenie siedzących tłumów przy użyciu ich naturalnych fidgetów ciała.

Siedząc, ludzie będą dostosowywać się w fotelu i naturalnie angażować się w małe ruchy na miejscu, takie jak sprawdzanie telefonu, rozciąganie, przekraczanie i rozsuwanie nóg. Zagregowane naturalne wiercenie i naturalny ruch na miejscu, powiedział Mostofi, niosą kluczowe informacje na temat liczby tłumów, a te informacje mogą być wykorzystane do oszacowania całkowitej liczby osób w tłumie.

Według Mostofi, zagregowany proces wiercenia wynika z superpozycji poszczególnych sekwencji wiercenia każdej osoby. Ten proces agregacji jest tym, co mierzą sygnały Wi-Fi.

„W tym procesie zdefiniowaliśmy dwa kluczowe parametry: okresy wiercenia się tłumu (CFP), które są okresami, w których co najmniej jedna osoba w okolicy się wierci, i okresy ciszy tłumu (CSP), które są okresami, w których nikt w okolicy się nie wierci”, powiedział Mostofi.

Jeśli w tłumie jest większa liczba osób, istnieje większa szansa, że CFP będą dłuższe, a CSP krótsze. Następnie zespół mostofiego zaproponował modelowanie matematyczne, które jednoznacznie powiązało te dwa parametry w celu określenia całkowitej liczby osób.

Po pierwsze, pokazali, jak ten specyficzny problem przypomina dziesięcioletni, pozornie niepowiązany problem teorii kolejkowania. Teoria kolejkowania, według Mostofiego, jest gałęzią matematyki, która bada kolejki w systemach, które wiążą się z przybyciem klientów.

„Klienci wymagają usługi od podmiotu, który obejmuje wiele serwerów” – powiedział Mostofi. „Następnie pokazaliśmy, jak CSP są podobne do czasów, gdy żaden klient nie znajduje się w kolejce, która ma nieskończone serwery, podczas gdy CFP przypominają czasy, gdy przynajmniej jeden klient jest obsługiwany w takiej kolejce.”

Ta relacja pozwoliła Mostofi i jej zespołowi zapożyczyć narzędzia matematyczne z teorii kolejkowania, aby opracować zupełnie nową technikę liczenia liczby stacjonarnych ludzi. Potwierdzili to podejście, przeprowadzając 47 eksperymentów w czterech różnych obszarach. W tych eksperymentach do 10 osób siedziało w różnych pozycjach, angażując się w różne czynności, takie jak czytanie lub oglądanie telewizji. Dwadzieścia z 47 eksperymentów przeprowadzono przez ściany, w których nadajniki Wi-Fi zostały umieszczone za ścianą i policzyły liczbę osób po drugiej stronie.

„W scenariuszach nie-przelotowych nasz błąd liczenia wynosił zero lub jeden w 96,3% eksperymentów, podczas gdy w scenariuszach przelotowych nasz błąd liczenia wynosił zero lub jeden w 90% eksperymentów, wykazując bardzo dobrą wydajność liczenia”, powiedział Mostofi. „Wyniki te pokazują, że można policzyć stacjonarny (lub siedzący) tłum, korzystając z tanich, codziennych sygnałów Wi-Fi.”

Według Mostofi ma to zastosowanie do kilku scenariuszy w życiu codziennym, a także do optymalizacji nowszych, wybitnych technologii.

„Możliwość liczenia liczby osób w danym obszarze jest ważna dla inteligentnych budynków, w celu optymalizacji ogrzewania, chłodzenia i oświetlenia”, powiedział Mostofi. „Liczenie tłumów może być również bardzo ważne podczas pandemii (takiej jak COVID-19), ponieważ może stanowić wczesne ostrzeżenie w przypadku naruszenia wytycznych dotyczących bezpieczeństwa publicznego i ograniczenia liczby tłumów. Firmy i wydarzenia mogą również korzystać z liczenia tłumów w celach planowania.”

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.