未来浪潮:通过一个手势管理您的智能家居

需要调高空调温度或调低电视音量?只需在空中挥动一下手臂

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在未来几年,我们的家庭将变得更加智能,使我们能够使用智能手机从任何房间管理集成的电器和其他电子设备系统——这是“物联网”的一种通用遥控器。然而,一种更简单、更直观的方法将允许我们通过简单的挥手来切换电视频道或打开咖啡机。

华盛顿大学(U.W.)计算机科学家团队正在开发这样一种系统 (pdf)。该系统名为“WiSee”,它使用改进的无线路由器来接收和识别弥漫在生活空间中的Wi-Fi信号中的轻微扰动。软件算法解释手或身体手势产生的这些扰动,并将这些运动转化为控制特定无线设备的命令。

空中手势识别已经通过微软的Xbox Kinect游戏机普及开来。但Kinect是一种基于视觉的系统,它依赖摄像头来捕捉玩家的手势;超出摄像头视线范围的人无法进行交互。由于Wi-Fi信号可以穿墙而过,WiSee将允许用户从家中的任何位置控制不同房间的设备。从某种意义上说,它重新利用了已经存在的Wi-Fi信号来执行手势识别——无需购买运动感应摄像头。

当一个人在充满来自路由器、笔记本电脑和手机的Wi-Fi信号的环境中移动时,这种移动会使这些信号的频率产生轻微变化,U.W.计算机科学与工程学助理教授、首席研究员Shyam Gollakota说。研究人员利用这种多普勒频移——发射器和接收器观察到的频率变化,因为受扰动的波相对于这些位置移动——设计了WiSee接收器,以理解人手臂、腿或整个身体的不同运动产生的信号扰动。理想情况下,一个人在炎热的夏日坐在客厅里,可以通过,嗯,在空中做一个摇动手势来调高空调温度。同样,在一个房间里交谈的人可以通过简单地在空中向下拍打来降低来自另一个房间的电视音量。

为了在真实世界的环境中测试该系统,研究人员跟踪了五名志愿者,他们首先在办公室环境中操作,然后在两居室公寓中操作。人们被指示用身体做出九种特定的手势,包括推、拉和踢的动作。在测试期间执行的900个手势中,WiSee的正确响应率为94%。在公寓内测试的四天线版本的WiSee接收器可以识别主要用户的手势,即使附近有其他人并执行随机手势。然而,随着干扰数量的增加,准确率下降。

Gollakota说,在测试期间,每位主要用户都使用WiSee程序预设识别的特定“前导”手势来识别自己。“人们还可以想象这样一种系统,每个用户都可以设置[他或她]自己的前导手势,以实现某种形式的[安全]访问控制,”他补充道。这种识别和控制措施将防止您的邻居使用Wi-Fi信号从他自己的公寓调低您的音响。它们还可以防止您,例如,每次您试图拍打苍蝇时都关掉灯。

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