Забыли выключить свет перед уходом из квартиры? Это не проблема. Просто поднимите руку, проведите пальцем по воздуху, и все светильники будут выключены. Хотите сменить песню, которую проигрывает ваша музыкальная система в другой комнате? Поведите руку вправо и пролистывайте песни.

Ученые из Вашингтонского университета разработали технологию распознавания жестов, которая еще на шаг приблизила этот сценарий к реальности. Исследователи показали, что окружающие нас сигналы Wi-Fi можно использовать для обнаружения характерных движений, не используя при этом нательные датчики или камеры.

С помощью адаптированного роутера Wi-Fi и нескольких беспроводных устройств в гостиной пользователи смогут управлять своей электроникой и бытовой техникой из любой комнаты с помощью простых жестов.

Эту новую технологию ученые назвали «WiSee». Принцип действия схож с принципом, применяемым в Xbox Kinect, коммерческом продукте, в котором распознавание жестов осуществляется с помощью камер. Но новая технология проще, дешевле и не требует, чтобы пользователь находился в одной комнате с устройством, которым он хочет управлять. Это связано с тем, что сигналы Wi-Fi могут проходить сквозь стены, на них не накладываются ограничения распространения в зоне прямой видимости или ограничения, присущие звуковым сигналам.

Исследователи создали интеллектуальное приемное устройство, которое «слушает» все беспроводные передачи приборов, имеющихся в доме, включая смартфоны, ноутбуки и планшеты. В качестве приемника может использоваться стандартный роутер Wi-Fi.

При движении человека наблюдается небольшое изменение частоты беспроводного сигнала. Перемещение руки или ноги обнаруживается приемником по характеру этих изменений, известных как допплеровский сдвиг частоты.

Эти изменения частоты составляют всего несколько герц и очень малы по сравнению с сигналами Wi-Fi, передаваемыми в полосе 20 МГц на частоте 5 ГГц. Исследователи разработали алгоритм для обнаружения этих небольших сдвигов. Новая технология также учитывает интервалы между сигналами, когда устройства не выполняют передачу.

Технология может определить девять различных жестов, начиная от движений толкания/нажатия, вытягивания и удара кулаком, и заканчивая перемещением всего тела. Ученые провели испытания в двухкомнатной квартире и в офисе с участием пяти человек. Было сделано 900 жестов, из которых WiSee смогла точно классифицировать 94%.

Для работы системы требуется один приемник с несколькими антеннами. Каждая антенна настраивается на определенные движения пользователей, поэтому до пяти человек могут одновременно двигаться в одном помещении, не сбивая с толку приемник.

Если человек захочет использовать WiSee, то для получения доступа к приемнику ему нужно будет совершить определенную последовательность повторяющихся телодвижений. Такой принцип ввода пароля обеспечит безопасность системы и исключит возможность управления домашними устройствами соседями или хакерами.

После того, как пользователь «закрепит» за собой приемник, он сможет выполнять обычную жестикуляцию для взаимодействия с устройствами и бытовой техникой. Приемник будет запрограммирован на понимание того, что конкретный жест соответствует конкретному устройству.

Таким образом, умный дом может стать реальностью, и вы сможете выключить таймер духовки простым взмахом руки или включить кофеварку, не вставая с кровати.

В дальнейшем ученые планируют изыскать возможность одновременного управления несколькими устройствами. Первый этап исследовательской работы финансировался факультетом компьютерных наук и техники Вашингтонского университета.