近日，密歇根大學攜手華盛頓大學完成了一項基于RFID系統(tǒng)的第一輪測試。該系統(tǒng)大概是，研究團隊使用UHF RFID信號來識別一個特定的標簽，然后系統(tǒng)利用這些信號的波動來推測標簽周圍環(huán)境的變化。

這個名為IDAct的項目在2018~2019整個學年期間都在進行中，研究人員一直致力于設計一種通過簡單讀取RFID標簽就能獲得除識別號之外更多信息的方法。“IDAct系統(tǒng)利用了接收信號強度(RSSI)以及RFID內(nèi)置的相位功能。”密歇根大學副教授、IDAct項目白皮書的合著者Alanson Sample說道。Sample提出了將基本的UHF標簽變成小型傳感器的方法。他說，“我的想法，是用一個通訊渠道作為一種傳感機制。”

IDAct系統(tǒng)利用RFID閱讀器匯報的RSSI和相位變化以及機器學習來推斷標簽周圍發(fā)生了什么。一般來說，RFID閱讀器和管理所收集到讀取數(shù)據(jù)的軟件主要接收無源RFID標簽的唯一ID號，但它們也可以使用RSSI來確定標簽的大致位置或移動方向。

IDAct通過RF相位測量進一步實現(xiàn)了這一點。UHF RFID閱讀器在50個通道(902~928 MHz)間隨機改變其傳輸頻率，以滿足聯(lián)邦通信委員會(FCC)的規(guī)定并最大限度減少對其他設備的干擾。這些頻率以0.2秒的間隔發(fā)生變化。通道之間的相位差可以隨著運動或人的存在而顯著增加。

Smple解釋說，RFID的相位感應能力使IDAct系統(tǒng)成為了可能。UHF RFID系統(tǒng)的一個獨特之處在于，用戶可以用測量反向散射信號的相位來識別標簽確切位置等細節(jié)，而如Wi-Fi或藍牙低功耗(BLE)等的其他技術，則缺乏相位響應。

IDAct系統(tǒng)已經(jīng)在一個有10名志愿者參加的專用公寓中進行了測試，以監(jiān)測人何時出入房間，以及與貼了標簽的牙刷、包裝食品和藥瓶等物品互動的情況。

該研究團隊現(xiàn)在計劃尋找行業(yè)合作伙伴，共同開發(fā)這項技術，將其應用于老年人護理方面。Sample和來自華盛頓大學的Hanchuan Li、Shwetak Patel以及英特爾的Chieh-yih Wan和Raul Shal共同對這項技術進行研發(fā)。

IDAct項目最初的目的是為老年護理場景提供技術支撐，以幫助護理人員、家庭或醫(yī)療機構根據(jù)老人的日?；顒觼聿榭雌浣】禒顩r。例如，那個人是在刷牙、吃藥、鍛煉還是在做飯?

研究人員指出，這項技術還能提供除老年護理以外的其他好處。他們解釋說，連接日常物品可以將情境意識帶入日常生活，包括通過測量水杯的使用情況來跟蹤人體的水合程度。此外來自一個物體的數(shù)據(jù)(例如帶有標簽的瑜伽墊)可以提示家庭的自動化響應，比如每次一個人站在瑜伽墊上時提示播放音樂或調(diào)節(jié)燈光。

為了進行測試，研究人員在志愿者公寓的幾個房間里安裝了Impinj的R420閱讀器。然后，研究小組將標簽貼在26個不同的家用物品上。例如，他們給攪拌機、切菜板和牛奶容器等工具貼上標簽。為了追蹤志愿者是否做了三明治，他們在一塊砧板、一個盤子和面包包裝上都貼了標簽。該小組還將志愿者在廚房、餐廳、客廳和浴室進行的24項活動進行了分類。

接下來，IDAct系統(tǒng)開始對監(jiān)測情況作出推論。例如，系統(tǒng)會根據(jù)廚房里拖把的連續(xù)運動來推斷這個人正在清潔地板。研究人員設計了使用近場檢測的技術，這樣標簽在2或3英寸的距離內(nèi)不會受到傳輸?shù)母蓴_，而閱讀器的固件可以根據(jù)標簽所在房間的人的移動來檢測出細微的變化。

研究小組發(fā)現(xiàn)，在測試過程中，所有活動的檢測準確率約為82.8%。為了構建一個商業(yè)化的解決方案，研究人員希望與科技公司合作開發(fā)軟件，并進行固件和硬件的集成，使RFID閱讀器能夠識別RSSI和相位的變化。Sample設想將閱讀器安裝在被追蹤活動軌跡的個人家中或建筑物的燈具中，他已經(jīng)在英特爾和迪斯尼研究所(Disney Research)進行了測試。

多年來，Sample一直為日常生活研究技術解決方案。他的項目包括：ID-Sense，一個使用RFID的人與物交互檢測系統(tǒng);RapID，一個用RFID標簽制造低延遲交互對象的框架;ID-Match，旨在使用RFID和計算機視覺識別群體中的個體。

Sample表示，未來的研究將著眼于如何減少識別活動所需的RFID標簽數(shù)量。例如，通過貼在特定房間墻壁上的標簽，系統(tǒng)就可以簡單地識別出一個人何時出入這個房間，以及這個人在房間里是在看電視還是在鍛煉等活動情況。

IDAct試點項目已于今年春季完成，研究人員現(xiàn)在計劃與醫(yī)學院合作伙伴進行進一步的測試。Sample指出，除了醫(yī)療保健和生活方式管理之外，該解決方案還可以用于零售和其他行業(yè)。例如，如果將RFID標簽應用到商店的商品上，閱讀器就能捕捉到標簽傳輸?shù)男畔ⅲ⒆R別出在特定展示柜臺上指定商品被提取或被觸摸的頻率，以及顧客停下腳步查看該商品的時間。這些信息可以讓品牌零售商更好地規(guī)劃他們的商品展示方式，以獲得更高的銷售額。

此外，這項技術還可以應用于游戲和玩具行業(yè)。通過將RFID標簽應用在玩具上并安裝閱讀器，用戶就可以跟蹤孩子通過玩具與數(shù)字世界互動的信息。例如，系統(tǒng)依據(jù)從一個帶標簽的毛絨熊玩偶身上獲取的數(shù)據(jù)可以檢測到玩偶被擁抱的時間，并根據(jù)那個動作在一個基于網(wǎng)絡的游戲中顯示相關內(nèi)容。研究人員還希望開發(fā)出一種可以幫助開發(fā)人員構建自己系統(tǒng)的開源軟件，以獲取在RFID房間內(nèi)發(fā)生的事情的信息。