記者10日從天津大學(xué)獲悉，天津大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與云計算團(tuán)隊近日在無線感知領(lǐng)域取得關(guān)鍵進(jìn)展，他們讓家中尋常的Wi-Fi信號化身為家居環(huán)境中的“感知管家”，通過Wi-Fi信號分析人體活動變化，從而判斷人的需求，不需語音指令，便能讓智能家居提供相應(yīng)服務(wù)。相關(guān)研究成果已在國際期刊IMWUT上發(fā)表。

據(jù)該團(tuán)隊介紹，當(dāng)前，智能家居大多仍依賴用戶發(fā)布指令或特定的傳感器工作，難以做到無感、持續(xù)地理解用戶實時變化的狀態(tài)與需求。研究團(tuán)隊另辟蹊徑，研發(fā)了一款新型高精度感知應(yīng)用，無需用戶佩戴任何設(shè)備，通過分析家中的Wi-Fi信號因人體活動而產(chǎn)生的細(xì)微變化，即可感知人的位置、狀態(tài)與行為，并指揮智能家居提供相應(yīng)服務(wù)。

然而，要將實驗室高精度感知應(yīng)用帶入真實家庭，必須解決兩大現(xiàn)實瓶頸：一是系統(tǒng)部署繁瑣，通常需要專業(yè)人員上門反復(fù)調(diào)試、標(biāo)定智能設(shè)備位置；二是復(fù)雜家居環(huán)境中的信號遮擋、反射嚴(yán)重，導(dǎo)致感知不準(zhǔn)。

針對“部署難”的問題，團(tuán)隊創(chuàng)新性地將目光投向了家庭中日益普及的掃地機(jī)器人，將其轉(zhuǎn)化為環(huán)境信息的“自動采集員”。在其日常清掃建圖的過程中，系統(tǒng)可同步自動構(gòu)建家庭物理空間地圖與Wi-Fi信號地圖，并能以0.1米的精度自動識別記錄路由器、智能音箱等設(shè)備的位置。用戶只需讓掃地機(jī)器人正常清掃一次，即可完成系統(tǒng)初始化，徹底省去了專業(yè)安裝和手動測量的麻煩。

應(yīng)用掃地機(jī)器人實現(xiàn)家居設(shè)備位置自動標(biāo)定示意圖

針對“精度低”的問題，團(tuán)隊摒棄了傳統(tǒng)模型中信號無遮擋的理想化假設(shè)，首次面向物品繁雜的真實家庭環(huán)境，構(gòu)建了一套新的理論模型。該模型能夠“理解”Wi-Fi信號在復(fù)雜環(huán)境中的傳播規(guī)律，實現(xiàn)了在真實家庭中穩(wěn)定可靠的高精度感知。

研究成果由天津大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授佟鑫宇、教授李克秋及網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院助理研究員陳勝共同指導(dǎo)完成，博士生譚人瑞、孟暄棋分別為第一作者。

佟鑫宇說，研究成果不僅為無線感知技術(shù)走向千家萬戶掃清了關(guān)鍵障礙，也為未來構(gòu)建更加智能、貼心的人居環(huán)境提供了核心技術(shù)支撐。