Wi-Fi 不只能用來上網？看它如何成為居家照護與入侵者偵測的幕後功臣——專訪謝宏昀教授
說起「無線網路（Wi-Fi）」對於現代人而言，可說是跟水電一樣不可或缺，無論是手機、筆電，或是各種主打「智慧」的電器，都仰賴 Wi-Fi 連上網路後才能提供服務。但 Wi-Fi 的價值僅止於此嗎？
「我們正透過 Wi-Fi 技術，以無線感測方式，研究人體感知的相關應用」國立臺灣大學電機系暨電信所謝宏昀教授說道。一旦技術成熟，Wi-Fi 人體感知技術將有機會大幅改善居家照護與安全等，突破現階段解決方案的限制。
過去，只要在無線訊號覆蓋範圍內，使用者就能利用 Wi-Fi，以無線通訊的方式連接網際網路，不必擔心用戶端裝置與無線基地台 (Access Point) 的廠牌兼容性問題，容易又穩定，這也促成 Wi-Fi 無線基地台在室內環境的普及，背後的功臣就是 Wi-Fi 無線通訊網路技術。
利用無線電波發送與接收資訊（影片、文字等），謝宏昀教授形容，這就像是使用者將文件（資訊）放入信封並經過適當包裝（通訊網路技術），就可以透過郵差（無線電波）將文件正確傳遞給收件者。只是市場上感測技術不少，為何人體感知技術，要選擇用來無線上網的 Wi-Fi？
從通訊到感測，Wi-Fi 如何實現人體感知的新應用？
現行市場上的感測技術包括聲波、紅外線、藍牙甚至是攝影機，但相比於具高滲透率的 Wi-Fi，上述技術都需要額外佈建相關設備；如果為了發展人體感知應用，這些額外的建置成本會成為日後普及的一大限制。謝宏昀教授表示，Wi-Fi 最初的發展並非以人體感知應用為目的，但隨著家戶的使用率高，以及學術研究的成功經驗，不少新創團隊將 Wi-Fi 技術應用在健康管理、居家照護等領域，也讓大家對 Wi-Fi 無線感測技術有更多想像。
謝宏昀教授指出，Wi-Fi 電波傳播不易受到牆壁等障礙物阻擋，甚至也能跨樓層，「只要能上網的地方，都是Wi-Fi無線感測技術提供服務應用的範圍。」此外，相比於一般用於人體感知的穿戴式裝置，Wi-Fi 能隨時隨地進行監測，即便居家成員在浴室裡，都能感測是否有跌倒的情況並發送警示，少了攝影機的隱私問題，更加安全。
謝宏昀教授補充道，大家可以想像處於一個充滿 Wi-Fi 訊號的空間中，每個成員的移動都會影響訊號波的狀態，接收端可藉此進行行為追蹤與人體感知。他以居家安全為例，Wi-Fi 能成為「入侵者偵測」的重要工具，藉由入侵者造成訊號的干擾，搭配相關AI訓練模型進行辨識，提供家戶警訊，營造安全的居家空間。
以「跌倒辨識」的應用來說，由於跌倒動作造成的訊號擾動與其他行為明顯不同，因此能全天候執行該任務，作為居家照護的一道安全防線，而無需使用額外的穿戴裝置；甚或是醫療場景也能透過 Wi-Fi 無線人體感知，為醫護人員與患者帶來更智慧的體驗。
然而，在以 Wi-Fi 作為人體感知應用落地前，仍有許多挑戰需要克服。謝宏昀教授表示，由於 Wi-Fi 不具有相機的光學影像辨識效能，雖有更好的隱私與安全性，卻需要透過大量資料與模型訓練，使其具備更精確辨識訊號干擾的 AI 模型，例如入侵者究竟是人還是動物、抑或是其他不具生命的物體，避免錯誤判斷。此外，Wi-Fi 訊號具有穿牆性，也要確保不被外部駭客竊知室內成員的相關活動資訊。謝宏昀教授提到，可以透過假訊號干擾或通訊網路協定設計的方式，讓室外無法監測室內真實狀況，確保活動隱私與安全性。
6G 與 Wi-Fi 7 引領，加速人體感知落地應用的速度
現階段這套以 Wi-Fi 作為人體感知的技術，正逐步落地中。謝宏昀教授說，由於無需額外的設備建置成本，業者只要開發無線基地台的相關軟體並提供加值服務，就能讓消費者無痛體驗這套新的技術應用，讓 Wi-Fi 在居家空間中不只提供通訊、也同時具備感測功能，實現智慧居家、智慧照護的生活願景。謝宏昀教授表示，6G 與 Wi-Fi 7 技術將加速推進無線人體感知技術在場域應用，持續進步與成熟。
6G 的到來將進一步強化 5G 在高頻寬、低延遲和多連結等特性上的優勢；此外，相較於前一代，Wi-Fi 7的傳輸速度提升了 4.8 倍，覆蓋範圍更廣，延遲更低，並有望推動 AI 應用場景中所需的邊緣運算發展。謝宏昀教授說道，每一次標準升級都會帶來一波無線通訊與訊號處理技術的革新，6G 與 Wi-Fi 7 具有更高的頻段與更大的頻寬，將為 Wi-Fi 人體感知帶來更穩定的感測效果；此外，「當連網速度達到一個境界後，與無線感測技術的結合將會是下世代通訊網路技術重要的發展方向之一。」謝宏昀教授相信，實現居家照護、智慧家庭等生活應用有賴於各式技術與設備，而 Wi-Fi 無線人體感知將在其中扮演重要的角色。
資料來源
採訪國立臺灣大學電機系暨電信所謝宏昀教授
林佳錦（2024）。實現次世代移動通訊「6G」的技術。資策會數位轉型研究院— FIND 中心。
Simon Hill (2024). What Is Wi-Fi 7? Here’s Everything You Need to Know. WIRED. https://www.wired.com/story/what-is-wi-fi-7/
本文授權轉載自科技大觀園。