La monitorización de constantes vitales como la respiración o el ritmo cardíaco, así como de otros movimientos físicos en entornos complejos, es la base de muchas aplicaciones emergentes que abarcan desde la asistencia sanitaria hasta los vehículos autónomos. El diseño de sistemas de radar capaces de monitorizar a distancia estos movimientos requiere campañas de medición en combinación con algoritmos avanzados de aprendizaje automático. A pesar de las atractivas aplicaciones y de la necesidad de disponer de conjuntos de datos amplios y diversos para validar el diseño, en la bibliografía hay pocos ejemplos de simulación de movimientos humanos en entornos multitrayectoria. Para colmar esta laguna, el trabajo que aquí se presenta esboza un método para simular con precisión la retrodispersión del radar a partir del movimiento humano variable en el tiempo. En concreto, animamos la respiración humana con modelos matemáticos anatómicamente precisos a través de simulación basada en la óptica física y las validamos frente a mediciones monostáticas de radar con una sonda de canal de 28,5 GHz en una cámara semianecoica del Instituto Nacional de Normas y Tecnología, capturando la fase y la pérdida de trayectoria a lo largo del tiempo de un humano respirando situado a 2 m de distancia. Utilizando datos de sensores vitales como verdad de base, demostramos que las animaciones coinciden con los patrones de respiración y la frecuencia cardíaca del ser humano simulado. Además, la simulación mostró una excelente concordancia con la fase medida a lo largo de diez respiraciones, con un error cuadrático medio (RMSE) de 2,1 dB en la pérdida de trayecto.
S. Mukherjee et al., "Animating Vital Signs in Radar Simulations: Comparing Physical Optics Against 28.5 GHz Channel Measurements", 2024 IEEE Radar Conference (RadarConf24), Denver, CO, EE. UU., 2024, pp. 1-5, doi: 10.1109/RadarConf2458775.2024.10548317.
