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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Método para a identificação de gestos de mão usando Wi-Fi sensing e aprendizado de máquina
Título(s) alternativo(s): Method for identifying hand gestures using Wi-Fi sensing and machine learning.
Autor(es): Campos, João Vitor
Aguiar, Max Lobo Magalhães de
Primeiro Orientador: Lopes, Victor Hugo Lázaro
metadata.dc.contributor.referee1: Lopes, Victor Hugo Lazaro
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Rogerio Sousa e
metadata.dc.contributor.referee3: Freitas, Leandro Alexandre
Resumo: A Interação Humano-Computador (IHC) busca interfaces cada vez mais intuitivas, e o reconhecimento de gestos manuais é um campo promissor para essa evolução. Abordagens tradicionais, como as baseadas em visão computacional ou hardware especializado, apresentam limitações de custo, privacidade e dependência técnicas como linha de visão. Este trabalho explora o WiFi Sensing como uma alternativa robusta e não invasiva, utilizando as perturbações em sinais Wi-Fi, conhecidas como Channel State Information (CSI), para classificar gestos. A hipótese central é que modelos de aprendizado de máquina podem alcançar alta acurácia na classificação de gestos a partir de dados CSI. Para validar esta hipótese, foi desenvolvida uma prova de conceito com uma metodologia evolutiva, estruturada em dois cenários experimentais: o primeiro, utilizando um conjunto de dados público para estabelecer estatisticas em um ambiente complexo, e o segundo, com um conjunto de dados próprio coletado em ambiente controlado para isolar os gestos das mãos. O processamento de dados evoluiu de uma abordagem inicial que tratava cada subportadora de sinal de forma isolada para uma metodologia final que agrega a captura inteira do gesto em um único vetor de características, preservando a correlação entre os canais. A otimização dos modelos foi realizada com o framework Optuna, que permitiu não apenas a busca por hiperparâmetros otimizados, mas também uma análise aprofundada do custo computacional (Work Effort) de cada modelo. Os resultados demonstraram a superioridade da abordagem por captura agregada. No cenário controlado, o modelo SGDClassifier alcançou a maior acurácia, com 88.14%, destacando-se também pela sua excepcional eficiência computacional, com o menor custo de otimização e a convergência mais rápida. Este trabalho conclui que o WiFi Sensing, aliado a pipelines de aprendizado de máquina e otimização inteligente, é uma solução viável e eficaz para o reconhecimento de gestos, oferecendo um balanço positivo entre acurácia, custo e respeito à privacidade.
Abstract: Human-Computer Interaction (HCI) seeks increasingly intuitive interfaces, and hand gesture recognition is a promising field for this evolution. Traditional approaches, such as those based on computer vision or specialized hardware, present limitations in cost, privacy, and technical dependencies such as line of sight. This work explores WiFi Sensing as a robust and non-invasive alternative, using disturbances in Wi-Fi signals, known as Channel State Information (CSI), to classify gestures. The central hypothesis is that machine learning models can achieve high accuracy in gesture classification from CSI data. To validate this hypothesis, a proof of concept was developed with an evolutionary methodology, structured in two experimental scenarios: the first, using a public dataset to establish statistics in a complex environment, and the second, with a proprietary dataset collected in a controlled environment to isolate hand gestures. Data processing evolved from an initial approach that treated each signal subcarrier in isolation to a final methodology that aggregates the entire gesture capture into a single feature vector, preserving the correlation between channels. Model optimization was performed using the Optuna framework, which allowed not only the search for optimized hyperparameters but also an in-depth analysis of the computational cost (Work Effort) of each model. The results demonstrated the superiority of the aggregated capture approach. In the controlled scenario, the SGDClassifier model achieved the highest accuracy, with 88.14%, also standing out for its exceptional computational efficiency, with the lowest optimization cost and the fastest convergence. This work concludes that WiFi Sensing, combined with machine learning pipelines and intelligent optimization, is a viable and effective solution for gesture recognition, offering a positive balance between accuracy, cost, and respect for privacy.
Palavras-chave: Aprendizado de máquina
Otimização de hiperparâmetros
Reconhecimento de gestos
WiFi sensing
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Inhumas
Citação: CAMPOS, João Vitor; AGUIAR, Max Lobo Magalhães de. Método para a identificação de gestos de mão usando Wi-Fi sensing e aprendizado de máquina. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Software) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás, Inhumas, 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/2473
Data do documento: 12-Set-2025
Aparece nas coleções:Bacharelado em Sistemas de Informação

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