WiFi-techniek maakt gebruik van friemelen om een zittende menigte te tellen
Een nieuwe methode telt de mensen in een stilstaande, zittende menigte met wifi-signalen en zonder dat elke persoon een apparaat vasthoudt. De sleutel is friemelen.
De techniek, die ook door muren heen telt , heeft alleen een draadloze zender en ontvanger nodig buiten het interessegebied waar de menigte zit. Het heeft een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder slim energiebeheer, het beheersen van de menigte tijdens een pandemie, bedrijfsplanning en beveiliging.
"Onze voorgestelde aanpak maakt het mogelijk om het aantal zittende mensen in een gebied van buitenaf te schatten", zegt Yasamin Mostofi, een professor in elektrische en computertechniek aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara. "Deze aanpak gebruikt alleen de ontvangen vermogensmetingen van één wifi-link, is niet afhankelijk van mensen om een apparaat te dragen en werkt door muren heen."
De voorgestelde methodologie en experimentele resultaten verschijnen in de recente 19e ACM International Conference on Mobile Systems, Applications, and Services (MobiSys).
Friemelen in de menigte
In de experimenten van het team bevinden één wifi-zender en één wifi-ontvanger (beide kant-en-klaar) zich in een ruimte waar een aantal mensen zit. De zender zendt een draadloos signaal uit waarvan het ontvangen vermogen wordt gemeten door de ontvanger. Door alleen dergelijke metingen van het ontvangen signaalvermogen te gebruiken, schat de ontvanger hoeveel mensen aanwezig zijn – een schatting die nauw aansluit bij het werkelijke aantal.
Deze innovatie bouwt voort op eerder werk in het Mostofi Lab, dat sinds 2009 pionierswerk verricht op het gebied van waarneming met alledaagse radiofrequentiesignalen zoals wifi. In hun paper uit 2018 bleek bijvoorbeeld hoe wifi een menigte mobiele mensen kan tellen. Mensen moesten zich echter verplaatsen om geteld te worden.
"Het tellen van een stilstaande zittende menigte is een behoorlijk uitdagend probleem vanwege het ontbreken van grote lichaamsbeweging", zegt Mostofi.
"Terwijl de mensen in de menigte stationair zijn, dwz zonder grote lichaamsbewegingen behalve ademen, blijven ze niet voor een lange tijd stil en maken ze vaak kleine natuurlijke lichaamsbewegingen ter plaatse, friemelen genoemd", legt Mostofi uit. "Ze kunnen bijvoorbeeld hun zitpositie aanpassen, hun benen kruisen, hun telefoons controleren, zich uitrekken of hoesten."
De onderzoekers hebben voorgesteld dat de totale collectieve natuurlijke friemelende en in-place bewegingen van een zittende menigte cruciale informatie bevatten over het aantal mensen, en hebben voor het eerst laten zien hoe de verzamelde friemels kunnen worden geëxtraheerd en het totale aantal mensen kunnen worden geteld op basis van op hen.
“Beschouw de Crowd Fidgeting Periods (CFP’s), die we definiëren als de tijdsduur waarin ten minste één persoon in het wifi-gebied friemelt, evenals de Crowd Silent Periods (CSP’s), die we definiëren als de tijdsduren waarin geen van de mensen friemelt. Deze perioden zijn eenvoudig te extraheren uit de ontvangen wifi-signalen”, zegt Belal Korany, de belangrijkste promovendus die bij het project betrokken is. “Intuïtief gesproken, hoe groter het aantal mensen, hoe groter de kans dat CFP's langer zijn en de CSP's korter. Deze perioden bevatten dus impliciet informatie over het totale aantal personen.”
De onderzoekers ontwikkelden vervolgens een nieuw wiskundig model dat het collectieve friemelende gedrag van een stilstaande menigte, dat wil zeggen de CFP's en CSP's, statistisch beschrijft en expliciet relateert aan het totale aantal zittende mensen.
De technologie testen
Bij het ontwikkelen van hun wiskundige formulering onthullen ze eerst hoe dit probleem lijkt op een tientallen jaren oud probleem van de wachtrijtheorie, een schijnbaar niet-gerelateerd probleem uit een heel ander veld. "Wachtrijtheorie is een tak van de wiskunde die wachtrijen bestudeert in systemen waarbij klanten arriveren, die een service nodig hebben van een entiteit die een aantal servers omvat", zegt Mostofi.
Vervolgens laten ze zien hoe de CSP's lijken op de tijden dat er geen klant in een wachtrij staat met oneindig veel servers, terwijl de CFP's lijken op de tijden dat ten minste één klant in zo'n wachtrij wordt bediend. Hierdoor kunnen ze wiskundige hulpmiddelen uit de wachtrijtheorie lenen om een volledig nieuwe techniek te ontwikkelen voor het tellen van het totale aantal stilstaande mensen.
"We hebben deze technologie uitgebreid getest op verschillende locaties en met verschillende aantallen mensen in verschillende zitconfiguraties", zegt Korany. Het lab heeft hun nieuwe technologie getest met 47 experimenten in vier verschillende omgevingen (inclusief doorlopende opstellingen), waarin tot en met 10 mensen zitten en zich normaal gedragen, terwijl een paar wifi-transceivers wifi-metingen doen. Hun experimenten belichamen verschillende gelegenheden, zoals het bijwonen van een lezing/presentatie, het kijken van een film of het lezen in een bibliotheek.
Hun evaluatieresultaten laten een zeer hoge telnauwkeurigheid zien, waarbij het geschatte aantal mensen nul of één persoon afwijkt van het werkelijke aantal mensen 96,3% van de tijd in niet-door-muur-omgevingen, en 90% van de tijd in door- muur instellingen. Over het algemeen laten hun resultaten het potentieel zien van deze nieuwe technologie voor het tellen van menigten in realistische scenario's, zoals voor het beperken van het totale aantal mensen in een menigte tijdens een pandemie.
Bron: UC Santa Barbara
De post WiFi-techniek die gebruik maakt van friemelen om een zittende menigte te tellen, verscheen eerst op Futurity .
