پژوهشگران ژاپنی از سیگنال‌های وای‌ فای تصاویر واقعی و با وضوح عالی تولید کردند

پژوهشگران موسسه علوم توکیو توانسته‌اند با استفاده از هوش مصنوعی، روش تحلیلی جدیدی با عنوان LatentCSI را توسعه دهند که قادر است با استفاده از امواج Wi-Fi موجود در محیط و انعکاس یافته از اجسام مختلف، تصاویری واضح و دقیق از فضای یک اتاق ایجاد کند. در این روش از امواج وای فای CSI یا Channel State Information و هوش مصنوعی به منظور تولید این تصاویر با کیفیت استفاده شده است.

دستگاه‌های وای‌فای اطراف ما دائماً سیگنال‌هایی را میان خود رد و بدل می‌کنند. این امواج نه تنها بین فرستنده و گیرنده جا به جا می‌شوند بلکه از دیوارها، مبلمان و هر چیز دیگری که در این بین باشد بازتاب پیدا می‌کنند و به این ترتیب حاوی اطلاعاتی از محیط اطراف خود هستند. این داده‌ها که پس از انعکاس متعدد به این اطلاعات دست پیدا می‌کنند Wi-Fi CSI یا Channel State Information نامیده می‌شوند. در گذشته از این امواج برای ثبت تصاویر از محیط اطراف استفاده می‌شد اما در تحقیق صورت گرفته توسط پژوهشگران موسسه علوم توکیو، هوش مصنوعی آن را به رده تازه‌ای وارد کرده است.

براساس گزارش Tomshardware، تصویربرداری مبتنی بر امواج CSI فناوری جدیدی نیست، اما در بهترین حالت نتایج خام و ابتدایی تولید می‌کرد، چون داده کافی برای ترسیم دقیق اجزای موجود در یک اتاق وجود نداشت و این کار با در اختیار داشتن داده‌های فراوان از نظر محاسباتی بسیار سنگین و زمان‌بر می‌شد. اما پژوهشگران موسسه علوم توکیو توانسته‌اند این خلا را با هوش مصنوعی پر کنند و بالاخره با استفاده از این امواج تصاویری واضح و دقیق از محیط اطراف بدست بیاورند. این فناوری که استفاده از مدل‌های انتشار نهفته یا Latent Diffusion Models و با مپ‌کردن امواج CSI به فضای نهفته به جای فضای پیکسلی انجام می‌شود، LatentCSI نام گرفته است.

فضای پیکسلی (Pixel space) به تصاویر معمولی اشاره دارد که حجم زیادی داده خام در اختیار دارند، در حالی که فضای نهفته (Latent space) یک نمایش فشرده درونی از تصویر است که مولدهای تصویری مدرن (مانند Stable Diffusion) از آن استفاده می‌کنند. این فناوری جدید با عنوان LatentCSI قادر است داده‌های Wi-Fi CSI را دریافت کرده و آن را به فضای نهفته ترجمه ‌کند. سپس این داده‌ها به یک مدل هوش مصنوعی از پیش آموزش ‌دیده تزریق می‌شود که می‌تواند تصاویر با وضوح بالا تولید کند. در این تصاویر جزییات و بافت‌هایی قابل مشاهده است که امواج وای‌فای به‌ تنهایی قادر به ثبت آن‌ها نیست. پژوهشگران در این تحقیق از Stable Diffusion 3 با یک Encoder اصلاح ‌شده استفاده کرده‌اند که داده‌های Wi-Fi را می‌پذیرد و نه تصاویر معمولی. به این ترتیب فرآیندهای محاسباتی بسیار سریع‌تر و سبک‌تر صورت می‌گیرد.

در این پژوهش که نتایج آن به صورت یک مقاله تحلیلی منتشر شده آمده که کلید ماجرا برای تولید این تصاویر با کیفیت هوش مصنوعی آموزش دیده است. دانشمندان ابتدا این هوش مصنوعی را با عکس‌های واقعی از اتاق آموزش داده‌اند تا آن از قبل شکل، ابعاد و اشیای حاضر در اتاق را بداند. سپس امواج CSI اطلاعات لحظه‌ای از شکل اتاق فراهم می‌کنند و به این هوش مصنوعی نشان می‌دهند که چند نفر در اتاق هستند یا کجا ایستاده‌اند و چیدمان اشیا در آن چگونه است. سپس هوش مصنوعی بار اصلی این تحلیل را به دوش می‌کشد و با ترکیب این داده‌ها تصاویر دقیق را ایجاد می‌کند.

با وجود دقت بسیار بالاتر فناوری LatentCSI نسبت به روش‌های قبلی، آن دارای محدودیت‌هایی نیز هست. به عنوان مثال تنها زمانی می‌توان از آن استفاده کرد که هوش مصنوعی آموزش‌ دیده‌ای در اختیار داشته باشیم که شناختی قوی از محیط اطراف داشته باشد. به این ترتیب نمی‌توان تنها با در اختیار داشتن داده‌های وای فای CSI به این تصاویر با کیفیت دست پیدا کرد. البته در حال حاضر مودم‌های مدرنی در بازار وجود دارد که قادر است با همین امواج، حرکت در محیط اطراف خود را تشخیص دهد. فناوری که فارغ از کاربردهای مثبت خود نگرانی در مورد حریم خصوصی کاربران را هم دوچندان کرده است.