利用AI雷达监测乘员健康状况，智能汽车再升级
2024-04-16 16:51:04 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
这项研究的想法是利用人们在汽车中度过的时间通过毫米波雷达来收集他们的健康数据，以进行准确分析和积极治疗，而不需要任何类型的可穿戴设备。
雷达传感器（右）与加拿大10分硬币（左）的尺寸对比
据麦姆斯咨询介绍，受“星际迷航”系列电影中企业号星舰医疗舱的启发，加拿大滑铁卢大学（University of Waterloo）的一支研究小组开发了一种利用雷达技术监测驾驶员健康状况的技术，可将普通汽车或卡车变成移动医疗中心。
滑铁卢大学电气与计算机工程系副教授George Shaker博士与研究生团队合作，将雷达与不断发展的智能汽车技术相结合，使健康检查变得更加便捷。
这项研究的想法是利用人们在汽车中度过的时间来收集他们的健康数据，以进行准确分析和积极治疗，而不需要任何类型的可穿戴设备。
调频连续波（FMCW）毫米波雷达可以准确地探测距离，并监测呼吸模式中人体至关重要的位移信息。呼吸模式监测是驾驶员健康的关键特征之一。
研究人员采用了两个60 GHz FMCW雷达。所提出的算法能够通过呼吸速率（BR）估计和屏息期检测来监测呼吸异常。
研究人员开发的雷达传感器比U盘还小，能够集成在车厢内，通过发射信号探测人体振动，然后将反射信号传回雷达。其内置的人工智能（AI）系统会收集并分析数据，构建医疗图像并识别任何潜在的病症。
驾驶员在通勤结束后，系统会将报告直接发送到他们的手机上，供其查看。
“这种雷达技术其实并不新鲜。”Shaker教授说，“我们早在2017年就开发出了利用雷达进行车内传感的首次演示，还可用于信息娱乐系统的无触摸控制，以及提醒人们遗忘在停泊车辆中的儿童或宠物。”
这项新应用利用该技术监测车内人员的健康状况，朝着将汽车作为未来医疗中心的愿景迈出了重要一步。
这项旨在打破医疗健康界限的技术可以检测到极其细微的运动，如胸部因呼吸或心跳而产生的起伏。
对于Shaker教授和他的团队来说，面临的挑战是如何进一步开发这项技术，以识别呼吸模式或心律的变化，这些变化往往意味着与心血管（心脏）疾病有关的潜在健康问题，如心动过速和心动过缓，以及呼吸系统疾病，如呼吸过速、呼吸过缓及呼吸暂停等。
Shaker教授表示：“我们的重点是加强数据提取，准确捕捉与人体呼吸系统和心血管系统有关的信息，并教会人工智能（AI）如何利用这些数据进行医学解释。”
参与该项目的博士研究生Ali Gharamohammadi说：“另一个重要的考量因素是个人隐私和安全，这种监测方案获得的数据不会存储在云端，只会发送到被监控者的智能手机上。”
研究人员利用合成数据（如受试者通过屏住呼吸和浅呼吸来模仿呼吸系统疾病症状）进行的一系列测试，验证了该系统准确检测并解读呼吸系统疾病的能力。
该系统还在患有心脏病的人身上进行了测试，并成功检测和准确识别了这些患者。
该研究团队正在这项工作的基础上扩大雷达技术的性能，以监测所有车内人员的整体健康状况，运行诊断程序，生成高质量的医疗报告，并标记需要注意的问题，以及在发生事故时协助进行紧急通信。
这项研究成果已发表在IEEE Transactions on Instrument and Measurement期刊上。
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