IT之家 9 月 3 日消息，Wi-Fi 現在不僅能讓你上網，還能感知你的心跳。美國加州大學聖克魯茲分校的工程師們研發出一套系統，可將日常使用的無線信號轉化為醫療檢測工具。
這項概念驗證研究表明，無需智能手錶、胸帶或醫院監護儀，一套簡單的 Wi-Fi 發射器和接收器就能以臨床級精度測量心率。
這套名為 Pulse-Fi 的技術，所使用的廉價硬體在家庭和辦公場所中十分常見。通過將機器學習演算法應用於 Wi-Fi 信號，該系統能捕捉到心跳引發的微弱信號變化，並過濾掉人體活動、環境干擾等背景噪音。
據IT之家了解，研究人員對 118 名參與者進行了系統測試，結果顯示其測量精度與傳統監護儀幾乎一致。僅需 5 秒的信號處理時間，Pulse-Fi 測量心率的誤差便可控制在每分鐘 0.5 次以內。而且無論參與者處於坐著、站立、躺卧還是行走狀態，延長監測時間都能進一步提升精度。
Wi-Fi 迎來「健康監測」新功能
心率是最基礎的健康指標之一，與壓力水平、身體水分狀況及體能狀態密切相關。但以往監測心率通常需要佩戴可穿戴設備或使用臨床專業儀器。而 Pulse-Fi 的出現，預示著未來 Wi-Fi 路由器有望兼具無接觸式健康監測功能。
「我們的研究結果表明，該系統在日常環境中即可使用，無需特殊定位，也不需要昂貴設備。」該項目聯合負責人、博士生納揚・巴蒂亞表示，他與計算機科學教授卡蒂亞・奧布拉茨卡共同主導了這項研究。
研究團隊使用的是成本極低的 ESP32 晶元（零售價僅 5 至 10 美元）和樹莓派開發板（約 30 美元）。即便使用這些低成本硬體，系統仍能保持較高精度。研究人員稱，若改用商用級路由器，其性能可能還會進一步提升。
該系統的工作原理是分析無線電波在空間中傳播時的行為特徵。當 Wi-Fi 信號遇到人體時，會被部分吸收和散射，心跳會使這些信號產生細微但可檢測到的變化。Pulse-Fi 的演算法通過學習標準血氧儀採集的真實數據，掌握了識別這類信號變化的能力。
為構建數據集，研究人員在加州大學聖克魯茲分校的科學與工程圖書館內開展實驗。他們將 Wi-Fi 信號波動與實際心率測量結果進行對比，訓練神經網路建立二者間的關聯模型。此外，團隊還利用巴西研究人員此前用樹莓派設備採集的現有數據集對該方法進行測試，進一步驗證了其精度。
功能不止於測心率
目前，研究團隊已著手拓展該系統的功能，計劃加入呼吸頻率監測模塊 —— 這一功能或有助於睡眠呼吸暫停等疾病的診斷。尚未發表的早期研究結果顯示，該方向具有良好前景。
研究還發現，Pulse-Fi 在最遠 3 米的距離內仍能準確測量心率。得益於其搭載的機器學習模型，即使距離增加，測量性能也不會下降。
「我們發現距離對測量結果基本沒有影響，而這正是以往同類技術面臨的一大難題。」高中生研究員普拉納伊・科切塔表示，他通過加州大學聖克魯茲分校的科學實習項目加入了該研究團隊。
該研究成果已發表於 2025 年 IEEE 分散式計算智能系統與物聯網國際會議（DCOSS-IoT）的會議論文集中。