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當(dāng)你回到家，玄關(guān)燈自動點(diǎn)亮；當(dāng)你在沙發(fā)上睡著，燈光電視悄然關(guān)閉……這樣“懂你”的智能生活，正因一項技術(shù)突破成為現(xiàn)實。12月10日，記者從天津大學(xué)了解到，該校網(wǎng)絡(luò)與云計算團(tuán)隊在無線感知領(lǐng)域取得關(guān)鍵進(jìn)展，他們讓尋常的Wi-Fi信號化身為家居環(huán)境中的“感知管家”，推動家中的智能家居從“聽從指令”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃雨P(guān)懷”。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《國際計算機(jī)學(xué)會交互式、移動式、可穿戴式和普適技術(shù)》上。

當(dāng)前，智能家居大多仍依賴用戶發(fā)布指令或特定的傳感器工作，難以做到無感、持續(xù)地理解用戶實時變化的狀態(tài)與需求。使用攝像頭存在隱私泄露顧慮，可穿戴設(shè)備又不夠便捷。

團(tuán)隊另辟蹊徑，研發(fā)一款新型高精度感知應(yīng)用，無需用戶佩戴任何設(shè)備，利用家庭中無處不在的Wi-Fi信號，通過分析信號因人體活動而產(chǎn)生的細(xì)微變化，即可感知人的位置、狀態(tài)與行為，由此讓智能家居提供更“懂你”的服務(wù)。

然而，要將實驗室高精度感知應(yīng)用帶入真實家庭，必須解決兩大現(xiàn)實瓶頸：一是系統(tǒng)部署繁瑣，通常需要專業(yè)人員上門反復(fù)調(diào)試、標(biāo)定智能設(shè)備位置；二是復(fù)雜家居環(huán)境中的信號遮擋、反射嚴(yán)重，導(dǎo)致感知不準(zhǔn)。

針對“部署難”的問題，團(tuán)隊創(chuàng)新性地將目光投向了家庭中日益普及的掃地機(jī)器人，將其轉(zhuǎn)化為環(huán)境信息的“自動采集員”。在其日常清掃建圖的過程中，系統(tǒng)可同步自動構(gòu)建家庭的物理空間地圖與Wi-Fi信號地圖，并能以0.1米的精度自動識別記錄路由器、智能音箱等設(shè)備的位置。用戶只需讓掃地機(jī)器人正常清掃一次，即可完成系統(tǒng)初始化，徹底省去了專業(yè)安裝和手動測量的麻煩。

針對“精度低”的問題，團(tuán)隊摒棄了傳統(tǒng)模型中信號無遮擋的理想化假設(shè)，首次面向物品繁雜的真實家庭環(huán)境，構(gòu)建了一套新的理論模型。該模型能夠精準(zhǔn)“理解”Wi-Fi信號在復(fù)雜環(huán)境中的傳播規(guī)律，猶如為應(yīng)用系統(tǒng)提供了一本“家庭環(huán)境信號解讀指南”。實驗表明，在典型雜亂家居場景中，新方法的定位誤差比此前最優(yōu)方法降低了約42%，首次實現(xiàn)了在真實家庭中穩(wěn)定可靠的高精度感知。

天津大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授佟鑫宇表示，研究成果不僅為無線感知技術(shù)走向千家萬戶掃清了關(guān)鍵障礙，也為未來構(gòu)建更加智能、貼心的人居環(huán)境提供了技術(shù)支撐。

（天津大學(xué)供圖）