Roteadores de Wi-Fi podem ajudar a identificar problemas respiratórios
Nova técnica utiliza as variações emitidas pelos sinais de internet para medir pequenas alterações no movimento respiratório de uma pessoa
Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), nos Estados Unidos, descobriram que os roteadores Wi-Fi de internet podem ajudar a identificar quando uma pessoa está apresentando algum tipo de problema respiratório em tempo real.
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Segundo os cientistas, esses aparelhos possuem frequências invisíveis que viajam, refletem ou passam por tudo ao seu redor, incluindo paredes, móveis e pessoas. Essa movimentação no espaço pode ser alterada, amplificada ou reduzida pela própria respiração.
"Nós desenvolvemos uma algoritmo de aprendizado profundo capaz de analisar essas variações minúsculas das frequências de um roteador Wi-Fi para determinar se alguém está tendo algum tipo de dificuldade para respirar", explica o pesquisador Jason Coder, autor principal do estudo.
Respiração a distância
A ideia de usar roteadores para medir a respiração de uma pessoa à distância surgiu durante a pandemia de covid-19 em 2020, quando os cientistas precisavam encontrar uma solução para monitorar pacientes isolados e a quantidade de respiradores era insuficiente para atender à demanda.
Conforme o estudo desenvolvido no NIST, os sinais Wi-Fi contêm informações de estado de canal, ou simplesmente CSI, enviadas do cliente — geralmente um celular ou laptop — até o ponto de acesso, nesse caso um roteador convencional, desses que todo mundo tem em casa.
"O sinal CSI enviado pelo dispositivo cliente é sempre o mesmo, e o ponto de acesso que recebe esses sinais sabe como proceder. Porém, à medida que os sinais CSI viajam pelo ambiente, eles são distorcidos ao ricochetear e perdem força. A partir daí, percebemos que variações na respiração podem alterar essa frequência", acrescenta Coder.
Tem Wi-Fi?
Ao utilizar os sinais de Wi-Fi que já existem no mercado, a equipe precisou modificar o firmware do roteador para solicitar esses fluxos CSI com mais frequência — até 10 vezes por segundo — para obter uma imagem detalhada de como o sinal estava mudando ao passar pelo corpo de uma pessoa.
Eles aproveitaram um manequim usado para treinamento médico adaptado para replicar variações respiratórias, desde uma respiração normal e constante, até situações de doenças mais graves como pneumonia, asma ou problemas pulmonares obstrutivos crônicos.
Conforme o boneco "respirava", o movimento do seu peito alterava o caminho percorrido pelo sinal Wi-Fi. Utilizando um sistema de aprendizado profundo, o algoritmo desenvolvido pelos cientistas conseguiu classificar com sucesso uma ampla variedade de padrões respiratórios em 99,54% dos casos.
"Atualmente, tem havido muito interesse em usar sinais Wi-Fi para aplicações de detecção. Esperamos que os desenvolvedores de aplicativos possam usar o resultado desse estudo para criar programas capazes de monitorar a respiração remotamente, usando apenas um telefone celular", encerra Jason Coder.
Fonte: NIST
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