Śledzenie ludzi? Czy już na zawsze straciliśmy prywatność?

W dobie IoT oraz inteligentnych domów, Świat ewidentnie zmierza w kierunku polegania na sztucznej inteligencji. Na chwilę obecną mamy do dyspozycji coraz to więcej urządzeń, które możemy podłączyć do internetu i chyba nie zdajemy sobie sprawy, że z dnia na dzień przybywa ich coraz to więcej. Urządzenia są mniej i bardziej zaawansowane. I ewidentnie wiąże to się również z tym, że algorytmy uczenia maszynowego są stosowane w coraz większej ilości aplikacji i oczywiście coraz to większej ilości urządzeń IoT. Wszystko to ma na celu polepszenie naszego komfortu życia oraz pracy. Ale czy na pewno? Czy zdajemy sobie sprawę z ilości danych jakie są zbierane na poczet sztucznej inteligencji i algorytmów liczenia maszynowego? Czy nie wiąże się z tym faktem częściowe ograniczenie naszej prywatności? W niniejszym artykule dokładnie przyjrzymy się jak wygląda nowe wyobrażenie o możliwościach sieci Wi-Fi.

Nowe możliwości WiFi - obrazowanie Dopplera

Warto zacząć od wyjaśnienia, co to jest obrazowanie dopplerowskie. Otóż jest to technologia, która wykorzystuje sygnał Wi-Fi do generowania danych obrazowych. Z kolei zebrane dane, są odpowiednio interpretowane, w celu uzyskania wglądu w ruchy ludzi i obiektów w określonym środowisku. Aby nadzorować dane w konkretnym środowisku, niezbędne są zaawansowane czujniki. Oczywiście rozwiązaniem jest instalowanie wielu kamer w danym obiekcie, ale wiąże się to również z ograniczeniami. Kamery wymagają przede wszystkim dobrego doświetlenia i jest to dodatkowy element wyposażenia, który trzeba odpowiednio zainstalować oraz zasilić. I co ważne! Kamery wielokrotnie są źle postrzegane (inwazyjnie) pod względem naszej prywatności.

Co to jest Efekt Dopplera i co to ma wspólnego z Wi-Fi?

Załóżmy, że na środku ulicy stoi karetka na sygnale, którą oczywiście wszyscy słyszą. Jej fale dźwiękowe będą rozchodzić się z tego konkretnego punktu, w każdym kierunku z tą samą prędkością. Natomiast jeśli ambulans porusza się w kierunku prawego końca ulicy (w stosunku do diagramu), fale dźwiękowe wytwarzane przez poruszający się pojazd są gromadzone do obserwatora B i rozchodzą się bardziej dla obserwatora A. Gdy ambulans przesuwa się na prawy koniec ulicy, jego fale dźwiękowe docierają do obserwatora B krócej, a do obserwatora A zajmuje to więcej czasu. Fale wytwarzane przez jadący ambulans zbierają się, gdy zbliżają się do obserwatora B (na wyższych częstotliwościach). Fale te rozciągają się, gdy ambulans odsuwa się od obserwatora A. Wówczas obserwator dostrzega zmianę częstotliwości.

Co to jest efekt Dopplera?

Zjawisko to widnieje również pod nazwą przesunięcie Dopplera. Dotyczy pozornej zmiany częstotliwości dowolnego dźwięku, wody lub fali elektromagnetycznej w wyniku źródła lub obserwatora. Efekt ten nie jest wynikiem zmiany częstotliwości źródła i można to zaobserwować, ponieważ następuje zmiana prędkości względnej między źródłem a obserwatorem.
Zjawisko to jest również widoczne, gdy zamiast źródła porusza się obserwator. Częstotliwość, z jaką odbierają fale, zmienia się w miarę zbliżania się lub oddalania od emitującego obiektu. Warto również wiedzieć, że efekt Dopplera jest już używany w niezliczonych zastosowaniach, począwszy od medycyny, aż po astronomię.
I wisienka na torcie. Efekt Dopplera pomaga usługodawcom uzyskać wgląd w poruszanie się ludzi lub przedmiotów w domu lub biurze!

Dopplerowskie obrazowanie Wi-Fi

W takim razie jeszcze raz. Obrazowanie dopplerowskie Wi-Fi to obrazowanie RF o wysokiej rozdzielczości, które wykrywa, przedstawia i śledzi ruch, zachowanie oraz lokalizację ludzi i obiektów. Jest to przełomowa technologia w wykrywaniu obiektów i rozpoznawaniu zdarzeń. Technologia ta pomaga w dokładnym identyfikowaniu, śledzeniu i klasyfikowaniu określonej lokalizacji i ruchu ludzi, zwierząt domowych oraz obiektów w domach, biurach, obiektach publicznych - bez konieczności bezpośredniego widzenia. Działanie tej technologii jest bardzo proste. Otóż określone urządzanie Wi-Fi zbiera sygnatury dopplerowskie i mikrodopplerowskie poruszających się obiektów (w wysokiej rozdzielczości), a następnie wykorzystuje zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnału i uczenia maszynowego, w celu dokładnej klasyfikacji postaw i gestów człowieka. Klasyfikuje postawy ciała, ruchy, chód i gesty. Może także wykryć upadek, oddychanie, liczyć ludzi oraz różnicować między dorosłymi i dziećmi.

Technologia oparta o Wi-Fi

W oparciu o standardowe pakiety WiFi i charakterystykę RF, dopplerowskie obrazowanie Wi-Fi działa w paśmie 5GHz (a w przyszłości także w paśmie 6GHz). Istotne jest również to, że w przeciwieństwie do innych kosztownych rozwiązań radarowych, technologia oparta na Wi-Fi, umożliwia dostawcom rozwiązań zapewnienie klientom zróżnicowanych usług rozpoznawania zdarzeń. Wszystko to odbywa się bez konieczności wdrażania dodatkowej, dedykowanej infrastruktury lub kamer, które to z kolei stają się coraz to bardziej natrętne i niechciane. Używając tylko jednego urządzenia, można wykryć zasięg i kierunek danego obiektu. Takie możliwości można znakomicie wykorzystać do celów bezpieczeństwa i ochrony, zarządzania energią, opieki nad osobami starszymi itd.

Jakie są możliwości obrazowania Wi-Fi Dopplera?

Śledzenie obiektów - umożliwia właścicielom domów i firm, wykrywanie poruszających się obiektów w ich otoczeniu i określanie ich lokalizacji.
Kwantyfikacja obiektów - umożliwia śledzenie wielu obiektów jednocześnie. Dzięki temu można zidentyfikować, ile osób zajmuje określoną przestrzeń.
Oznakowanie obiektów - technologia może pomóc w klasyfikacji obiektów jako dorosłych, dzieci, zwierząt domowych i przedmiotów.
Klasyfikacja wspólnych ruchów ciała - technologia może rozróżniać różne ruchy ciała i na podstawie wykonywanych czynności, kategoryzować je. Np. może określić, kiedy dana osoba siedzi, kładzie się, wstaje lub upada.
Wykrywanie oddychania - świetne rozwiązanie dla placówek opieki nas osobami starszymi. Technologia nie tylko wykrywa, ale także mierzy częstość oddechów.
Rozpoznawanie gestów- technologia obrazowania umożliwia routerom Wi-Fi, identyfikowanie i klasyfikowanie gestów.

Przypadki użycia

Jak już wcześniej wspomniałem, obrazowanie dopplerowskie Wi-Fi ma szereg zastosowań w życiu codziennym i odnajduje się praktycznie w każdej dziedzinie naszego życia. Jednym z kluczowych zastosowań technologii jest opieka nad osobami starszymi. Dodając funkcję uczenia maszynowego, system potrafi przewidzieć pogorszenie stanu zdrowia i np. zaburzenia snu. Technologia potrafi również monitorować częstość oddechów osób, które śpią. Natomiast opiekunowie, bądź członkowie rodziny, mogą zostać powiadomieni o zmianach. Sytuacje awaryjne jak upadek, bądź poślizgnięcie, są od razu rozpoznawane, a sam alarm jest przekazywany do odpowiednich osób, co umożliwia szybką i skuteczną reakcję.

Obrazowanie dopplerowskie WiFi przyczynia się również do zwiększenia bezpieczeństwa w naszym domostwie. Technologia umożliwia wykrywanie ruchu, odróżnianie zwierząt od ludzi, jak również potrafi odfiltrować ruch z sąsiednich mieszkań (geofencing). Można również stworzyć bardziej kompleksowy system wykrywania włamań w nocy. Stosując inteligentne strefy i ograniczenie wykrywanie włamań tylko do newralgicznych obszarów (np. drzwi, okna), możemy cieszyć się spokojnym i bezpiecznym snem. Porównując to ze standardowymi technologiami bezpieczeństwa, które są oparte na czujnikach PIR, obrazowanie dopplerowskie WiFi, to ogromny przeskok technologiczny. Nie jest wymagana profesjonalna instalacja, jak i rutynowa wymiana baterii.
W dobie inteligentnych domów i IoT ta technologia znakomicie się odnajdzie. Dzięki obrazowaniu dopplerowskiemu można określić, czy przed telewizorem np. siedzą ludzie, czy też nie ma obserwatora. Dodatkowo można określić, czy w danej chwili telewizję ogląda dziecko, czy też osoba dorosła. Bardzo ciekawą funkcją może również okazać się automatycznie wyłączenie dekodera tv, obniżenie rozdzielczości, w celu zmniejszenia zużycia przepustowości naszej sieci internetowej.

Co więcej! Obrazowanie dopplerowskie Wi-Fi umożliwia identyfikację osób, które nadal znajdują się w budynku w sytuacjach awaryjnych. Zwłaszcza w miejscach, w których nie ma kamer np. toalety. Dzięki tej technologii można również określić liczbę osób w miejscach publicznych, umożliwiając tym samym organizacjom/firmom optymalne wykorzystanie danego lokalu.

Zarządzanie energią

Chyba każdy z nas zgodzi się, że temat oszczędzania energii jest w dzisiejszych czasach niezwykle istotny. Standardowe systemy zarządzania energią przeważnie wymagają wielu urządzeń, które umożliwiają analizę zużycia energii. W przypadku obrazowania dopplerowskiego w oparciu o Wi-Fi można śledzić, gdzie znajdują się ludzie i na tej podstawie optymalizować działanie inteligentnego oświetlenia, termostatu i ogrzewania w celu lepszej oszczędności energii.

Podsumowanie i wnioski

W ramach podsumowania. Postęp technologiczny jest nieunikniony, tym bardziej w dobie inteligentnych domów, IoT i rozwoju sieci 5G. Obrazowanie WiFi w oparciu o efekt dopplera to jedna z ciekawszych rozwiązań, które powinno się odnaleźć w wielu, zróżnicowanych zastosowaniach. Natomiast biorąc pod uwagę jak kształtuje się Świat, warto zadać sobie pytanie czy aby na pewno takie rozwiązanie nie ogranicza naszej swobody. Przecież taka technologia może być wykorzystana zarówno dla tych "dobrych" rozwiązań jak oszczędzanie energii, bądź też opieka nad osobami starszymi. Ale nie zapominajmy, że takie rozwiązanie może zostać wykorzystane do tych "złych" celów, które mogą prowadzić np. do śledzenia i ograniczania prywatności mas. Generalnie jest to świetne rozwiązanie technologiczne i powyższe słowa to tylko moja opinia, dlatego wnioski z powyższego artykułu zostawiam Wam, Drodzy Czytelnicy i użytkownicy rozwiązań bezprzewodowych. Bo Wasza opinia jest najważniejsza!
Wszelkie wątpliwości oraz sugestie są mile widziane na naszym forum internetowym, jak również na naszym profilu Facebook, gdzie każdy może podzielić się swoimi spostrzeżeniami w tym temacie. Zapraszamy!

Autor: Leszek Błaszczyk