Utiliser les signaux Wi-Fi pour détecter les problèmes respiratoires

Une étude réalisée par des chercheurs du NIST ou National Institute of Standards and Technology propose une nouvelle utilisation du Wi-Fi qui est assez inhabituelle. En modifiant un routeur de Wi-Fi disponible sur le marché à l’aide d’une mise à jour du firmware et en se servant d’un algorithme d’apprentissage profond, les scientifiques ont pu détecter des schémas respiratoires indiquant une détresse respiratoire chez un mannequin médical.

C’est au cours de la pandémie de Covid-19 qu’est née cette idée d’utiliser les signaux Wi-Fi pour faire le suivi des schémas de respiration des gens dans leur demeure. Selon Jason Coder, chercheur au NIST, à un moment où le monde était sens dessus dessous, un grand nombre de scientifiques à l’institut ont voulu trouver un moyen d’aider les gens. Ils n’avaient pas le temps de développer un nouvel appareil alors ils ont cherché à utiliser ce qu’ils avaient déjà sous la main.

Les ondes radio comme outils

Les chercheurs ont finalement eu l’idée de se servir des ondes radio qui permettent la communication entre les appareils comme les smartphones et les tablettes et les routeurs qui fournissent l’accès à Internet. Selon les explications, les ondes radio font des allers retours et rencontrent de nombreux obstacles comme des meubles ou des personnes. Ces obstacles les modifient légèrement.

En étudiant ces modifications, Coder et ses collègues ont pensé qu’il serait possible de détecter des changements subtils dans le corps d’une personne indiquant que cette personne a des difficultés à respirer.

Les tests effectués

Afin de tester leur idée, les chercheurs ont placé un mannequin capable de simuler la respiration dans une salle qui absorbe les ondes radio. Ils ont aussi préparé un routeur Wi-Fi commercial et un récepteur.

Le mannequin a reproduit une variété de schémas respiratoires incluant ceux correspondant à l’asthme ou encore à une maladie pulmonaire obstructive chronique. Les perturbations dans les ondes radio ont été enregistrées avec une fréquence de transmission de données d’environ 10 fois par seconde.

Pour analyser toutes les informations reçues et découvrir quelles perturbations correspondent à quelles difficultés respiratoires, Susanna Mosleh, co-auteur de l’étude, a créé un algorithme d’apprentissage profond dénommé « BreatheSmart ». Selon les résultats obtenus, cet algorithme a démontré une efficacité de 99,54% pour classifier les schémas respiratoires.

D’après les chercheurs, le fait que le système fonctionne avec les routeurs existants leur donne l’espoir que la technologie pourra un jour être proposée à travers une application qui peut effectuer la mise à jour du firmware. Ils ont aussi indiqué avoir créé un cadre dans lequel il est possible d’intégrer d’autres types d’algorithmes de suivi.

SOURCE: New Atlas