这款传感器可远距离监测个人的健康状况？

不是只有指纹这类生物特征可用来识别个人，每个人走路的步态同样独一无二，除了可以用来辨识身份，还能探知心情和健康状况。美国卡内基梅隆大学的研究团队开发了一款新型远端传感器，通过测量细微的地面振动来分析步态。研究团队运用这项技术，寻找进出大楼的特定人士，同时测试远端监测健康状况的新方法。

Hae Young Noh在卡内基梅隆大学担任土木及环境工程师时开始进行这项研究，后来转任斯坦福大学。她表示“每个人走路的方式都不一样”，步态可透露个人身份、所在地、正在进行的活动，甚至是认知状态。当传感器侦测到某种步态时，软件就可进行分析，找出此人身份。美国雪城大学电子工程师及计算机科学家Vir Phoha尽管没有参与这项研究，但他指出，早期这类系统辨识身份的准确率为95%。

Vir Phoha进一步表示，步态不只会透露身份，“我们还可从一个人的步态得知许多信息，包括健康状况。”举例来说，如果一个人的重心逐渐偏向某一边，像这样与平衡有关的改变或许代表神经系统出现问题，这项信息可协助医生帮助那些希望自主生活的老年人和其他高风险人群。观察步态可随时得知照护对象的健康状况，但不侵犯其生活空间。

以往为了测定这项包含大量资料的特征，研究人员必须让被观察对象穿戴特殊装置，或者行走在地垫及改装过的地板上。不过一般墙壁和地板也能反映活动产生的细微振动，Hae Young Noh和卡内基梅隆大学电子计算机工程师Pei Zhang等人借助这点，开发了远端运作的便携式步态感测器。Hae Young Noh表示：“我们称这种方法为‘建筑即传感器’，把大楼和桥梁等大型建筑当成感测系统，间接监测人类和周遭环境。”

要侦测脚步产生的振动，需要极为灵敏的传感器。Pei Zhang说：“为了测试传感器的灵敏度，我们把传感器放在地面，发现它能感测到心跳。”Hae Young Noh表示，这种圆筒状感测器有数公分高，放在地板上可监测20米外走过的行人，研究人员可把这些传感器分散放置，侦测一块区域内的脚步。

不过，研究团队首先必须“教会”这套系统分辨脚步讯号和热闹大楼中的背景噪声，Hae Young Noh说“我们最大的挑战就是对抗杂讯。”处理噪声需要硬件和软件两方面的解决方案。在硬件方面，每个传感器都具有放大器，可自动依不同比例放大脚步振动讯号：振动来自远处时，放大器可扩增振动讯号;当讯号越来越强，可能影响感测器时，放大器则会降低灵敏度。传感器接收到脚步讯号后由软件接手处理。Hae Young Noh表示，我们采用多种讯号处理和机器学习技术，来得知人类产生的讯号和其他噪声的比例。新传感器侦测出的步态，与穿戴装置或压力感测垫等其他感测方法产生的资料一样，可用于辨识身份以及某些潜在健康问题。此团队已经在好几场研讨会和讲座上发表研究成果，最近一次是今年2月的实验力学学会国际模型分析研讨会。

这套系统可在计算机上实时呈现行人的状态，让研究人员联想到了小说《哈利波特》中出现的神奇道具“活点地图”，能追踪校园中每个人的位置。英特尔物联网总工程师及主管Eve Schooler表示，小说里的地图只能用在校园里，这种新型传感器却可用在任何建筑中。Eve Schooler虽未参与这项计划，但曾经和这些研究人员合作，她认为此团队开发的算法让计算结果可以转换到其他地点，这点相当有趣。我们不需要执行校准来找出大楼各处所有人的特征，他们的技术可以帮我们完成这项工作。这套实验性系统“学会”辨识一个人的步态特征后，感测器就能判定这个人在办公室还是在家里。

在价格方面，Hae Young Noh估计，生产成本大约是每个10到20美元，而且可以每20米就放一个，建构出整个楼层的影像，Eve Schooler提到的广泛应用确实可能实现。

这类监测功能显然将引发侵犯隐私的疑虑，研究人员指出，这项技术应该只用于经过同意的健康照护用途。这类系统可以协助照护者，因为照护者需要知道老年人群体在什么时候可能跌倒，此外也能让儿童医院尽早发现肌营养性萎缩症等慢性病的征兆。开发人员表示，在这类状况中，步态传感器保护隐私的功能比摄影机更好。

Pei Zhang说：“我们开发这项技术的原因，其实正是其他监测机制有隐私疑虑。”如果关系到健康，我愿意牺牲一点点隐私，预防跌倒并侦测疾病。