Un algorithme utilise le signal Wi-Fi pour détecter des problèmes respiratoires

L'algorithme BreatheSmart peut détecter des maladies respiratoires en analysant simplement les variations dans les signaux Wi-Fi.

Des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont mis au point un moyen d’analyser la respiration en se basant sur les microchangements dans les signaux Wi-Fi. Leur algorithme BreatheSmart de deep-learning pourrait aider à détecter si quelqu’un dans la maison souffre de problèmes respiratoires.

L’algorithme BreatheSmart peut détecter des maladies respiratoires

Les signaux Wi-Fi sont omniprésents. Ils rebondissent et traversent les surfaces en tentant d’établir des connexions entre nos appareils et les routeurs. Mais le moindre mouvement vient altérer le chemin du signal, y compris comment le corps bouge pendant que nos respirons, une gestuelle qui peut changer lorsque nous avons des soucis respiratoires. Par exemple, votre poitrine bouge différemment quand vous toussez.

D’autres chercheurs ont déjà exploré l’utilisation des signaux Wi-Fi pour détecter les gens et leurs mouvements, mais leur approche nécessitait des capteurs et leurs études offraient des données limitées. Il y a quelques années, une entreprise du nom de Origin Wireless mettait au point un algorithme qui fonctionne avec un réseau Wi-Fi maillé (mesh). De la même manière, le NIST explique que BreatheSmart fonctionne avec les routeurs et appareils qui sont déjà disponibles sur le marché. Il suffit d’un routeur et d’un appareil connecté.

en analysant simplement les variations dans les signaux Wi-Fi

Les scientifiques ont modifié le firmware d’un routeur pour que celui-ci puisse vérifier « l’information d’état du canal » (CSI) plus fréquemment. CSI fait référence aux signaux qui sont envoyés depuis d’appareil, comme un smartphone ou un ordinateur portable, vers le routeur. Les signaux CSI sont cohérents et le routeur comprend à quoi ils devraient ressembler, mais des déviations dans l’environnement, comme un signal qui est affecté par des surfaces ou un mouvement, modifient les signaux. Les chercheurs ont fait en sorte que le routeur demande ces signaux CSI jusqu’à 10 fois par seconde pour obtenir une meilleure idée de la manière dont le signal est modifié.

L’équipe a simulé plusieurs maladies respiratoires avec un mannequin et étudié les changements dans les signaux CSI avec un routeur vendu dans le public et un appareil connecté. Pour interpréter les données collectées, la chercheuse du NIST Susanna Mosleh a mis au point l’algorithme. Dans un papier, les chercheurs précisent que BreatheSmart a correctement identifié les maladies respiratoires simulées dans 99,54 % des cas.

Susanna Mosleh et Jason Coder, qui dirige la recherche dans la métrologie du spectre partagé au NIST, espèrent que les développeurs pourront utiliser leurs recherches pour créer un logiciel qui permettrait de suivre à distance la respiration d’une personne, le tout avec des appareils existants. « Toutes les données sont récoltées de manière logicielle sur le point d’accès (dans ce cas, le routeur), ce qui pourrait être fait par une application sur un téléphone », déclarait Jason Coder. « Ce travail tente de montrer comment quelqu’un peut développer et tester ses propres algorithmes. C’est un framework pour aider à obtenir des informations pertinentes. »