Las ondas wifi están por todas partes. Ahora que todo hogar o negocio tiene acceso a internet los routers y sus señales invisibles atraviesan paredes, aunque rebotan en cuerpos humanos. Esta es la clave para un estudio del 2018 en el que, de manera muy creativa, diseñaron una red neuronal que puede detectar personas a través de paredes.
Through-Wall Human Pose Estimation Using Radio Signals es una investigación que venía a solucionar un problema con sistemas de visión artificial. Como ya vimos en este blog hace tiempo, entrenar algoritmos de reconocimiento de imágenes, especialmente de rostros y cuerpos humanos es un trabajo arduo y de resultados irregulares.
Detectar y reconocer un cuerpo humano y su pose puede ser muy complicado. Incluso con varias imágenes, factores como la iluminación y demás oclusiones que impidan la visión imposibilitan el representar fielmente la figura. Pero las radiofrecuencias no se ven afectadas por los mismos problemas, así que aquí entran las ondas Wifi.
Qué son las ondas wifi
Las ondas WiFi son ondas electromagnéticas de radiofrecuencia (RF) que se utilizan para transmitir información de forma inalámbrica. Del inglés Wireless Fidelity, es una tecnología de redes inalámbricas que permite a los dispositivos electrónicos conectarse entre sí de manera fluida a una red mediante frecuencias de radio.
Así que a través de diversas frecuencias de radio el WiFi permite la conectividad inalámbrica a dispositivos y a internet en general. Estas ondas viajan por el aire y a través de paredes, aunque estas ya hace que algunas reboten. SIn embargo el cuerpo humano es distinto.
Materiales como ladrillos, yeso o madera, reflejan parte de las ondas, pero permiten el paso de la mayoría de la información. Mientras que el cuerpo humano está compuesto de muchos elementos, pero sobre todo de agua y sales disueltas que le dan una propiedad electromagnética distinta. Es decir, el cuerpo hace que las ondas se reflejen en mayor medida.
Cómo se pueden usar para ver a través de muros
En base a las ondas WiFi se puede rastrear una posición, ya que estas transmiten información continuamente. La manera más evidente para seguir un cuerpo humano sería que lleve uno o varios dispositivos en funcionamiento encima.
Pero el caso que tratamos es al contrario, los dispositivos están en un espacio concreto y las personas y sus posiciones son reconocidas en base al reflejo de las ondas en sus cuerpos. El método que usaron en el estudio mencionado era simple, una radio que emite una onda continua (Frequency Modulated Continuous Wave) y dos antenas, vertical y horizontal.
La información recogida es representada en un mapa de calor en 2 dimensiones, para cada eje. De esta manera con los distintos cambios de datos a lo largo de un tiempo, y combinando ambas imágenes planas, se puede inferir la posición y gestos del cuerpo humano. Aunque para esto es necesaria una red neuronal especializada en reconocimiento de poses humanas, que se alimente de estos datos para poder representar una figura en 3 dimensiones.
Los resultados finales no son perfectos, pero definitivamente demuestran la efectividad de las ondas electromagnéticas para reconocer con fidelidad la posición de una persona, a pesar de oclusiones como falta de luz o muros. Algo que ya se ha experimentado para aplicaciones reales como la videovigilancia y sistemas de seguridad.
