無需手動操作或語音指令，家中的Wi-Fi信號就能“讀懂”人體活動，并指揮智能家居自動提供服務(wù)——天津大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與云計算團隊近日在無線感知領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破，相關(guān)成果已發(fā)表于國際期刊IMWUT。這項技術(shù)通過捕捉Wi-Fi信號因人體活動產(chǎn)生的細微變化，實現(xiàn)了對人員位置、狀態(tài)與行為的精準(zhǔn)感知，為智能家居的“無感交互”提供了全新解決方案。

傳統(tǒng)智能家居依賴用戶主動發(fā)布指令或依賴特定傳感器，難以持續(xù)、自然地理解用戶需求。例如，老人起身時可能需要燈光輔助，兒童靠近危險區(qū)域時需及時提醒，但現(xiàn)有系統(tǒng)往往無法自動識別這些場景。研究團隊另辟蹊徑，開發(fā)了一套無需佩戴設(shè)備的高精度感知系統(tǒng)，通過分析Wi-Fi信號在空間中的傳播變化，即可推斷人體活動信息，進而聯(lián)動智能設(shè)備提供服務(wù)。

然而，將實驗室技術(shù)落地家庭場景面臨兩大挑戰(zhàn)：一是設(shè)備部署復(fù)雜，需專業(yè)人員反復(fù)調(diào)試；二是真實環(huán)境中信號易受家具、墻體遮擋，導(dǎo)致感知精度下降。針對前者，團隊創(chuàng)新性地將掃地機器人轉(zhuǎn)化為“環(huán)境信息采集員”——利用其日常清掃時構(gòu)建的家居地圖，同步生成Wi-Fi信號分布圖，并自動標(biāo)記路由器、智能音箱等設(shè)備位置。用戶僅需啟動機器人完成一次清掃，即可完成系統(tǒng)初始化，徹底省去人工測量環(huán)節(jié)。

為解決信號遮擋導(dǎo)致的精度問題，團隊摒棄了傳統(tǒng)模型中“信號無遮擋”的理想化假設(shè)，轉(zhuǎn)而針對真實家庭環(huán)境構(gòu)建理論模型。該模型可模擬Wi-Fi信號在復(fù)雜空間中的傳播路徑，包括反射、衍射等現(xiàn)象，從而在物品繁雜、布局多變的家庭場景中實現(xiàn)穩(wěn)定感知。實驗數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)對人員位置的識別精度可達0.1米，且能區(qū)分站立、坐臥、行走等不同狀態(tài)。

技術(shù)核心由天津大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院與網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院的研究團隊共同完成。博士生譚人瑞、孟暄棋作為第一作者，在導(dǎo)師指導(dǎo)下提出了“環(huán)境自適應(yīng)感知框架”，通過機器學(xué)習(xí)算法動態(tài)優(yōu)化信號分析模型，使其適應(yīng)不同家庭的布局特征。例如，系統(tǒng)可自動識別客廳、臥室等區(qū)域的功能差異，針對性調(diào)整感知策略。

目前，該技術(shù)已與多家智能家居企業(yè)開展合作測試。在模擬家庭場景中，系統(tǒng)成功實現(xiàn)了“老人跌倒自動報警”“兒童靠近窗戶提醒”“夜間起身燈光跟隨”等功能。研究人員表示，下一步將優(yōu)化多設(shè)備協(xié)同機制，例如通過分析多人活動模式，自動調(diào)節(jié)空調(diào)溫度、燈光亮度等環(huán)境參數(shù)，進一步推動無線感知技術(shù)向?qū)嵱没~進。