un, uno scenario illustrativo per il monitoraggio delle persone in un tipico ambiente interno in un ambiente intelligente, modo in tempo reale ed economico, dove la metasuperficie intelligente decorata come parte del muro viene utilizzata per manipolare in modo adattivo i segnali Wi-Fi ambientali. B, La configurazione schematica del sistema di metasuperficie intelligente arrivando a una metasuperficie programmabile di grande apertura per la manipolazione e il campionamento dei campi d'onda EM in modo adattivo con reti neurali artificiali (ANN) per il controllo e l'elaborazione istantanea del flusso di dati. La metasuperficie intelligente ha due modalità operative:modalità attiva e passiva. Nella modalità attiva, il sistema intelligente ha un'antenna trasmittente e un'antenna ricevente. Nella modalità passiva, il sistema intelligente ha una coppia di antenne riceventi. (C), Flusso di elaborazione dei dati a microonde utilizzando CNN di deep learning. In (c), i dati delle microonde vengono elaborati con IM-CNN-1 per formare l'immagine dell'intero corpo umano. Quindi, il Faster R-CNN viene eseguito per trovare la regione di interesse (ROI) dall'intera immagine, ad esempio, il torace per il monitoraggio della respirazione, e la mano per il riconoscimento della lingua dei segni. Dopo, l'algoritmo G-S viene utilizzato per trovare la sequenza di codifica per controllare la metasuperficie programmabile in modo tale che i suoi fasci di radiazione associati possano essere focalizzati verso il punto desiderabile. IM-CNN-2 elabora i dati a microonde per riconoscere il segno della mano; e la respirazione umana è identificata dall'analisi tempo-frequenza dei dati a microonde. Credito:Lianlin Li, Ya Shuang, Qian Ma, Haoyang Li, Hanting Zhao, Menglin Wei, Che Liu, Chenglong Hao, Cheng Wei Qiu, e Tie Jun Cui
L'Internet delle cose (IoT) e i sistemi ciberfisici hanno aperto possibilità per le città intelligenti e le case intelligenti, e stanno cambiando il modo di vivere delle persone. In questa era intelligente, è sempre più richiesto di monitorare a distanza le persone nella vita quotidiana utilizzando segnali di sonde a radiofrequenza. Però, i sistemi di rilevamento convenzionali difficilmente possono essere implementati in ambienti reali poiché in genere richiedono che gli oggetti cooperino deliberatamente o trasportino un dispositivo wireless attivo o un tag di identificazione. Inoltre, i sistemi di rilevamento esistenti non sono adattabili o programmabili per compiti specifici. Quindi, sono tutt'altro che efficienti sotto molti punti di vista, di volta in volta ai consumi energetici.
In un nuovo articolo pubblicato su Scienza e applicazione della luce , scienziati dello State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Dipartimento di Elettronica, Università di Pechino, Cina, lo State Key Laboratory of Millimeter Waves, Università del sud-est, Cina, e i colleghi hanno sviluppato una metasuperficie intelligente basata sull'intelligenza artificiale per controllare congiuntamente le onde EM a livello fisico e il flusso di dati EM sulla pipeline digitale. Sulla base della metasuperficie, hanno progettato una telecamera EM intelligente poco costosa, " che ha prestazioni robuste nella realizzazione di immagini istantanee in situ della scena completa e riconoscimento adattivo dei segni della mano e dei segni vitali di più persone non cooperative. Più interessante, la telecamera EM funziona molto bene anche quando è passivamente eccitata da segnali Wi-Fi a 2,4 GHz che esistono ubiquitariamente nella vita quotidiana. Come tale, la loro fotocamera intelligente ci consente di "vedere" da remoto ciò che le persone stanno facendo, monitorare come cambiano i loro stati fisiologici, e "ascoltare" ciò che le persone stanno parlando senza utilizzare sensori acustici, anche quando queste persone non collaborano e sono dietro ostacoli. Il metodo e la tecnica riportati apriranno nuove strade per le future città intelligenti, case intelligenti, interfacce interattive uomo-dispositivo, monitoraggio sano e screening di sicurezza, senza causare problemi di privacy visiva.
La telecamera EM intelligente è centrata su una metasuperficie intelligente, cioè., una metasuperficie programmabile dotata di un cluster di reti neurali artificiali (ANN). La metasuperficie può essere manipolata per generare i modelli di radiazione desiderati corrispondenti a diversi compiti di rilevamento, dall'acquisizione dei dati all'imaging, e al riconoscimento automatico. Può supportare vari tipi di attività di rilevamento successive con un singolo dispositivo in tempo reale. Questi scienziati riassumono il principio di funzionamento della loro fotocamera:
"Progettiamo una metasuperficie di codifica programmabile ad ampia apertura per tre scopi in uno:(1) per eseguire l'imaging ad alta risoluzione in situ di più persone in una scena a piena vista; (2) per mettere a fuoco rapidamente i campi EM (incluso il randagio ambientale segnali Wi-Fi) a punti locali selezionati ed evitare interferenze indesiderate dal tronco del corpo e dall'ambiente circostante; e (3) per monitorare i segni corporei locali e i segni vitali di più persone non cooperative in contesti reali eseguendo la scansione istantanea del locale parti del corpo di interesse."
"Poiché la velocità di commutazione della metasuperficie è notevolmente più rapida di quella del cambiamento del corpo (segno vitale e segno della mano) di un fattore di ~ , il numero di persone monitorate in linea di principio può essere molto elevato", hanno aggiunto.
"La tecnica presentata può essere utilizzata per monitorare i movimenti notevoli o meno di persone non collaborative nel mondo reale, ma anche aiutare le persone con disabilità profonde a inviare comandi a distanza ai dispositivi utilizzando il linguaggio del corpo. Questa svolta potrebbe aprire una nuova sede per il futuro città intelligenti, case intelligenti, interfaccia interattiva uomo-dispositivo, monitoraggio sano, e screening di sicurezza senza causare problemi di privacy. "prevedono gli scienziati.
