Wi-Fi信号检测心跳技术：非接触式心率监测新突破

加利福尼亚的一个研究团队提出了一项创新技术，利用环境Wi-Fi信号来监测人体心率。这项名为Pulse-Fi的新方法为现有心率监测方法提供了显著优势：成本低廉、易于部署，并且无需用户佩戴任何设备。

加州大学圣克鲁兹分校教授Katia Obraczka领导了Pulse-Fi的开发工作。她指出，包括心率在内的生命体征的连续跟踪有助于发现压力、脱水、心脏病和其他疾病等健康问题。"但使用可穿戴设备监测生命体征可能会让人感到不舒服，依从性较差，而且由于成本问题，可及性有限。"

目前基于摄像头的方法是一种无需可穿戴设备进行远程、非接触式心率跟踪的选择。然而，这些方法在光线条件不佳时可能受到影响，还可能引发隐私担忧。

为了寻找更好的解决方案，Obraczka与她实验室的博士后学生Nayan Sanjay Bhatia和高中实习生Pranay Kocheta共同创建了Pulse-Fi。"Pulse-Fi使用普通的Wi-Fi信号来监测心跳，无需接触身体。它能够捕捉由心跳引起的Wi-Fi信号波的微小变化。"

具体来说，研究团队设计Pulse-Fi来过滤背景噪声，检测由心跳引起的信号振幅变化。他们开发了一个AI模型，能够在简单的计算设备（如树莓派）上运行，读取过滤后的信号并实时估算心率。

研究团队在两个不同的实验中测试了他们的方法，相关研究发表在2025年8月举办的智能系统和物联网分布式计算国际会议上。

首先，研究人员让七名志愿者坐在椅子上，分别距离两个ESP32微控制器1米、2米和3米的位置，使用Pulse-Fi估算志愿者的心率，并与脉搏血氧仪测量的心率数据进行比较。在第二个实验中，使用树莓派设备上的Pulse-Fi监测了100多名参与者在不同姿势下的心率，包括步行、原地跑步、坐下和站起。

结果显示，该系统的性能与其他参考传感器相当，Pulse-Fi每分钟少于1.5次的误差率与其他生命体征监测技术相比表现良好。无论人员的姿势（如坐着或走路）或与记录设备的距离（最远10英尺），Pulse-Fi都保持了足够的准确性。基于这些结果，Obraczka表示团队计划成立公司将该技术商业化。

Obraczka补充说，Pulse-Fi可以在其底层AI模型未曾训练过的新环境中工作。"该模型在新环境中表现出良好的泛化能力，表明它不仅仅是在记忆，而是真正学习了可以转移到新情况的模式。"

Obraczka还指出，运行Pulse-Fi的设备价格实惠，ESP32芯片成本约为5至10美元，树莓派约30美元。

目前，研究人员只在房间内单个用户身上测试了Pulse-Fi。团队现在开始试验同时针对多个用户的方法。"除了在多用户环境中工作外，我们还在探索Pulse-Fi在健康和医疗保健方面的其他应用。"Obraczka说，并举例提到了睡眠呼吸暂停和呼吸频率。

Q&A

Q1：Pulse-Fi是什么？它是如何工作的？

A：Pulse-Fi是一种利用Wi-Fi信号监测心率的技术，由加州大学圣克鲁兹分校开发。它通过捕捉由心跳引起的Wi-Fi信号波微小变化来工作，使用AI模型过滤背景噪声并实时估算心率，无需佩戴任何设备。

Q2：Pulse-Fi的准确性如何？

A：测试结果显示Pulse-Fi每分钟误差少于1.5次，性能与其他参考传感器相当。无论用户的姿势（坐着或走路）或与设备的距离（最远10英尺），都能保持足够的准确性，与其他生命体征监测技术相比表现良好。

Q3：这项技术有什么优势和应用前景？

A：Pulse-Fi具有成本低廉、易于部署、非接触式的优势，避免了可穿戴设备的不适感和隐私担忧。运行设备价格实惠，ESP32芯片仅需5-10美元。未来可应用于睡眠呼吸暂停监测、呼吸频率检测等健康医疗领域，研究团队计划将其商业化。