最近，研究人員已經(jīng)開發(fā)了一種遠(yuǎn)程傳感器，能通過測(cè)量微小的地面震動(dòng)，分析人們的行走信息。

很多機(jī)器能識(shí)別人類的指紋或面部特征。此外，它們依據(jù)其他一些特征辨別人類。每個(gè)人的走路姿勢(shì)也是獨(dú)一無(wú)二的，除了可以用于識(shí)別身份外，還能顯示一個(gè)人的情緒和健康狀況。最近，研究人員已經(jīng)開發(fā)了一種遠(yuǎn)程傳感器， 能通過測(cè)量微小的地面震動(dòng)，分析人們的行走信息。

斯坦福大學(xué)的研究人員Hae Young Noh說：“人們的走路方式是獨(dú)一無(wú)二的，像指紋一樣?！碑?dāng)還是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的土木與環(huán)境工程師時(shí)，就開始了這一研究。人們的腳步能透露“他們的身份、所在位置、正在做的事情，甚至是認(rèn)知狀態(tài)”。如果傳感器能夠檢測(cè)到個(gè)體的腳步特征，電腦軟件就能通過分析，確認(rèn)個(gè)體的身份。

走路姿勢(shì)不僅能證明身份。Noh說：“你能從一個(gè)人的走路姿勢(shì)中，了解很多信息，包括與健康相關(guān)的信息?！迸e個(gè)例子，如果一個(gè)人走路一只腳輕一只腳重，這種不平衡可能預(yù)示他患有某種神經(jīng)性疾病。這類信息可以幫助醫(yī)生監(jiān)測(cè)一些想要獨(dú)立生活的老年人和有其他風(fēng)險(xiǎn)的患者。他們能通過非接觸式追蹤患者的行走特征，并確定他們的健康狀態(tài)。

為了測(cè)量走路姿勢(shì)中含有的豐富信息，最初，研究者還需要給志愿者配備可穿戴的裝備， 或者讓他們?cè)谔厥獾膲|子或改造過的地板上行走。但是，Noh、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程師Pei Zhang等人決定開發(fā)遠(yuǎn)程的腳步傳感器。在研究中，他們主要利用了一種現(xiàn)象： 墻壁和地板能夠捕捉所在空間中的任何活動(dòng)， 引起的微小震動(dòng)。Noh說道：“我們稱之為‘建筑傳感器’，即我們能將一些大型的實(shí)體建筑如大樓和橋梁作為傳感系統(tǒng)，間接地監(jiān)測(cè)人和周圍環(huán)境?！?/p>

但僅僅檢測(cè)由腳步引起的震動(dòng)，就需要非常靈敏的傳感器?！拔覀兊膫鞲衅饔卸囔`敏呢? 舉個(gè)例子，你坐在椅子上，傳感器放在距離你一米遠(yuǎn)的地上，”Zhang說，“它能檢測(cè)到你的心跳?！盢oh表示，每個(gè)傳感器都是高約幾厘米的圓柱形儀器，把它們放在地上，可以收集到遠(yuǎn)在20米外的行人的步行信息。研究人員能在想要檢測(cè)腳步的地方，把傳感器排成一個(gè)陣列。但在人流密集的建筑里，這些靈敏的傳感器會(huì)收集過多的信息。因此，研究團(tuán)隊(duì)需要“教會(huì)”這個(gè)新系統(tǒng)，如何從背景噪聲中辨別腳步信號(hào)。

Noh說：“濾除噪聲是我們?cè)谘芯恐杏龅降淖畲蟮奶魬?zhàn)?！笨朔@一困難，需要同時(shí)解決硬件和軟件的問題。在硬件端，每個(gè)傳感器都有一個(gè)放大器，可以自動(dòng)改變需要增強(qiáng)的腳步信號(hào)的數(shù)量。如果一個(gè)人像是從遠(yuǎn)處走來，那么放大器就會(huì)將腳步聲放大。隨著腳步信號(hào)的增強(qiáng)，放大器能自動(dòng)調(diào)節(jié)，降低傳感器的靈敏度， 避免傳感器失效。Noh將這一過程比作為遠(yuǎn)程控制音量的揚(yáng)聲器：當(dāng)收聽者離揚(yáng)聲器較遠(yuǎn)時(shí)， 會(huì)將音量開大以聽得更清楚。當(dāng)他們走近的時(shí)候，他們會(huì)調(diào)小音量。“我們通過各種信號(hào)處理 和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，識(shí)別哪些是與人有關(guān)的信號(hào)， 哪些無(wú)關(guān)的噪聲。”此外，這一傳感器和其他腳步探測(cè)的方法(比如，其他可穿戴設(shè)備或壓力毯) 一樣，能用來確定個(gè)人身份和可能存在的健康問題。

根據(jù)這一通過電腦監(jiān)視器顯示行人走路姿勢(shì)的方法，一名研究者想到了一種更加奇妙的設(shè)備。英特爾公司新興物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的總工程師與主任Eve Schooler表示，她對(duì)開發(fā)科技版本的“活點(diǎn)地圖”(Marauder’s Map)，具有興趣。在《哈利·波特》電影中，活點(diǎn)地圖(上面是帶有魔法的建筑平面圖)能根據(jù)腳印，顯示出人們所在的位置。在現(xiàn)實(shí)生活中，這種設(shè)備或許能夠?qū)崟r(shí)追蹤建筑中的人或其他目標(biāo)。受Schooler建議的啟發(fā)，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新了他們的產(chǎn)品，并設(shè)計(jì)了一種數(shù)字顯示器，能夠顯示在一個(gè)樓層平面上出現(xiàn)的腳印。

Schooler指出，在小說中，活點(diǎn)地圖只能用于霍格沃茨魔法學(xué)校，但是科學(xué)家發(fā)明的便攜式腳步傳感器可以用在任何地方?！八麄冮_發(fā)的一些算法，讓整個(gè)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可移植性。這正是讓我們感興趣的地方，”她說，“使用者不需要進(jìn)行各種調(diào)整以分辨整幢大樓里的人——這個(gè)設(shè)備可以直接完成這些工作?！?/p>

一旦設(shè)備了解了一個(gè)人的腳步特征，無(wú)論在家還是辦公室，這些傳感器陣列都能識(shí)別出這個(gè)人。此外，這一設(shè)備的價(jià)格還較為經(jīng)濟(jì)(Noh估計(jì)每一個(gè)傳感器的成本，約為10~20美元)。他們能每隔20米放一個(gè)傳感器，繪制出整層樓的圖像。Schooler認(rèn)為這一設(shè)備似乎可以被廣泛應(yīng)用。

但這一系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)能力，很明顯會(huì)引起有關(guān)隱私的爭(zhēng)議。因此，研究者建議這一技術(shù)只作為獲得雙方同意的醫(yī)療保障設(shè)備。他們指出， 這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以幫助看護(hù)人員了解老年病患何時(shí)可能會(huì)摔倒，或者幫助兒童醫(yī)院盡快發(fā)現(xiàn)小孩可能患的一些慢性疾病，如肌肉萎縮癥等。在這些場(chǎng)景下，研究者們認(rèn)為腳步傳感器對(duì)隱私的保護(hù)或比拍攝圖像的照相機(jī)更好。Zhang說：“實(shí)際上，這一系統(tǒng)的研發(fā)也正是因?yàn)槠渌愋偷谋O(jiān)測(cè)機(jī)制，可能會(huì)侵犯隱私。但我很樂意犧牲一點(diǎn)隱私數(shù)據(jù)，來發(fā)現(xiàn)疾病和避免摔倒?！蔽⑿臦Q空間微博更多