許多機器可以通過指紋或面部特徵來識別人類，但是這些生物特徵並非僅有的區分依據。每個人的走路姿勢都是獨一無二的，而且除了可以用於身份識別外，走路姿勢也可以用來暗示情緒和健康狀況。一組研究人員已經開發出了一種通過測量微小地面震動來分析腳步的遠程傳感器。他們使用這種震動來識別走進大樓的人，並且測試一種非接觸的健康監測新方法。
人走路的方式「類似一種獨一無二的個人符號，像指紋一樣」，Hae Young Noh說道。Noh最初是以卡內基梅隆大學土木與環境工程師的身份開展這一研究，如今他加入了史丹福大學。人的腳步透露了「這個人的身份、所處位置、正在做的事情甚至是認知狀態」。如果硬件傳感器能夠探測到一個人的腳步特徵，那麼軟件就能加以分析從而確認這個人的身份。未參與這項最新研究的雪城大學電子工程與計算機教授Vir Phoha稱，類似的系統採用這種方法已經可以實現95%的準確度。
走路姿勢也不僅僅是簡單的身份證明。「你可以從一個人的走路姿勢里了解到很多信息，具體來說包括與健康有關的信息。」Phoha說。舉個例子，如果一個人走路一邊輕一邊重，那麼這種不平衡可能預示有神經性疾病。這類信息可以幫助醫生監測想要獨立生活的老年人和其他高風險病患：通過追蹤行走特徵對患者進行非直接接觸式的健康監測。
為了監測到這種信息豐富的特徵，研究者們一開始不得不給受試者們配備可穿戴裝置，或者讓他們走在特殊的墊子或改造過的地板上。但是Noh、卡內基梅隆大學電子與計算機工程師Pei Zhang以及他們的同事決定開發可以遠程工作的腳步傳感器。普通的牆和地板能夠捕捉到其所在空間中任何活動所引起的微小震動，科學家們就是利用了這一現象。「我們稱之為『建築傳感器』，即利用大樓和橋樑這類大型實體建築作為傳感系統來間接地監測人和周圍環境。」Noh說道。
檢測僅僅由腳步引起的震動需要非常靈敏的傳感器。「我們的傳感器有多靈敏呢，可以這麼說，如果你坐在椅子上，我們把傳感器放在一米遠的地上，」Zhang說，「我們可以檢測到你的心跳。」每個傳感器都是高約幾厘米的圓柱體儀器，Noh說把它們放在地上可以收集到遠至20米的行人信息。研究者們在他們想要檢測腳步的地方把傳感器排成一個陣列。但是在人流密集的建築里，這些靈敏的傳感器會收集到更多信息。因此，研究團隊需要「教會」這個新系統如何從背景噪聲中辨別腳步信號。
Noh說「濾除噪聲是最大的挑戰」，克服這一困難需要同時在硬件和軟件上下功夫。在硬件端，每個傳感器都有一個放大器，可以自動改變其需要增強的腳步信號數量。如果一個人像是從遠處走來，那麼放大器就會將腳步聲放大。隨著腳步信號變強並有可能使傳感器失效，放大器會降低其靈敏度。Noh將此過程比作遠程控制揚聲器的音量：收聽者遠離揚聲器的時候會將音量開大以聽得更清楚，但是當他們走近的時候，這個音量就太大了，他們會調小音量。
一旦傳感器捕捉到腳步信號，軟件就會對其進行處理。「我們採用了各種信號處理和機器學習技術來識別哪些是與人有關的信號，哪些是我們不感興趣的噪聲。」Noh說。和其他採用腳步探測方法（比如使用可穿戴設備或壓力毯）所獲得的數據一樣，採用傳感器測得的走路姿勢可以被用來確定個人身份和一些可能存在的健康問題。該研究團隊已經在一些會議和研討會上展示了他們所做的工作，其中最近一次是2月的實驗力學學會國際模態分析會議。
這種依靠電腦顯示器實時顯示行人走路姿勢的方法讓一名研究者想到了一種更加奇妙的設備。英特爾公司新興物聯網網絡的總工程師與主任Eve Schooler說她對開發科技版本的「活點地圖」很感興趣。活點地圖是《哈利波特》小說與電影中帶有魔法的建築平面圖，可以「通過腳印顯示出人們所在的位置」。在現實生活中，這種設備或許能夠實時追蹤建築中的人或其他目標。受Schooler建議的啟發，卡內基梅隆大學的研究團隊更新了他們的產品，設計了一塊像魔法地圖一樣的數字顯示器，能夠顯示一個樓層平面的腳印。
Schooler指出，小說中的活點地圖只能用於霍格沃茨魔法學校這一個地方，但是科學家發明的便攜式腳步傳感器可以用在任何地方。「他們開發的一些算法讓整個系統有很強的可移植性，這正是令人感興趣的地方。」她說，「使用者不需要通過校準來分辨整幢大樓里的人，他們的技術可以直接完成這些工作。」一旦實驗系統「習得」了一個人的腳步特徵，傳感器陣列就能在辦公室或家中識別出這個人。鑒於這一設備的價格是可以接受的（Noh估計每一個傳感器的生產成本在10到20美元之間），同時每隔20米放一個傳感器就能夠繪製出整層樓的圖像，因此Schooler提議的廣泛應用似乎是可能的。
這種傳感器的監測能力很明顯會引起關於私隱的爭議，而且研究者們建議他們的技術只能用於取得雙方同意的醫療保障方面。他們指出，這種監測系統可以幫助看護人員知道老年病患何時可能會摔倒，或者幫助兒童醫院儘快發現如肌肉萎縮症等慢性疾病的症狀。在這些應用場景下，研究者們認為腳步傳感器對私隱的保護比還能拍攝圖像信息的照相機要更好。「實際上這一系統的研發也是因為其他類型的監測機制對私隱的保護不夠好。」Zhang說。同時在與醫療相關的場景中，他補充道：「我很樂意犧牲一點我的私隱數據來避免摔倒和發現疾病。」
