Digital twins for 1D bio-signals enable real-time monitoring of physiological processes of a person, which enables early disease diagnosis and personalized treatment. This work introduces a novel non-contact method for digital twin (DT) photoplethysmogram (PPG) signal synthesis under the umbrella of 6G/WiFi integrated sensing and communication (ISAC) systems. We employ a software-defined radio (SDR) operating at 5.23 GHz that illuminates the chest of a nearby person with a wideband 6G/WiFi signal and collects the reflected signals. This allows us to acquire Radio-PPG dataset that consists of 300 minutes worth of near synchronous 64-channel radio data, PPG data, along with the labels (three body vitals) of 30 healthy subjects. With this, we test two artificial intelligence (AI) models for DT-PPG signal synthesis: i) discrete cosine transform followed by a multi-layer perceptron, ii) two U-NET models (Approximation network, Refinement network) in cascade, along with a custom loss function. Experimental results indicate that U-NET model achieves an impressive relative mean absolute error of 0.194 with a small ISAC sensing overhead of 15.62%, for DT-PPG synthesis. Furthermore, we performed quality assessment of the synthetic DT-PPG by computing the accuracy of DT-PPG-based vitals estimation and feature extraction, which turned out to be at par with that of reference PPG-based vitals estimation and feature extraction. This work highlights the potential of generative AI and 6G/WiFi ISAC technologies and serves as a foundational step towards the development of non-contact screening tools for covid-19, cardiovascular diseases and well-being assessment of people with special needs.


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人工智能杂志AI(Artificial Intelligence)是目前公认的发表该领域最新研究成果的主要国际论坛。该期刊欢迎有关AI广泛方面的论文,这些论文构成了整个领域的进步,也欢迎介绍人工智能应用的论文,但重点应该放在新的和新颖的人工智能方法如何提高应用领域的性能,而不是介绍传统人工智能方法的另一个应用。关于应用的论文应该描述一个原则性的解决方案,强调其新颖性,并对正在开发的人工智能技术进行深入的评估。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ai/
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