Ciągłe EKG w smartwatchu bez trzymania palca na kopercie? Samsung bada nowe modele AI
Obecne w inteligentnych zegarkach badanie EKG ma jedną fundamentalną wadę: wymaga dyscypliny i zaangażowania użytkownika.
Aby wykonać pomiar, trzeba usiąść, uspokoić oddech i przez 30 sekund przyciskać palec do elektrody w kopercie. Zespół Samsung Research America zaprezentował badania nad modelami AI, które w przyszłości mogą całkowicie wyeliminować tę konieczność, analizując pracę serca w sposób ciągły i w pełni pasywny.
Zwykłe diody zamiast elektrody
Kluczem do rozwiązania problemu jest połączenie dwóch różnych technologii pomiarowych. Zielone diody optyczne (PPG), które mierzą puls na spodzie każdego zegarka, działają nieprzerwanie przez całą dobę, ale dostarczają mniej precyzyjnych danych niż medyczne EKG. Z kolei klasyczne EKG bezpośrednio rejestruje impulsy elektryczne serca, lecz wymaga aktywnego pomiaru punktowego.
Opracowany przez Samsunga model xMAE uczy się zależności między tymi dwoma sygnałami. Algorytm wytrenowano na ponad 9400 godzinach równoległych zapisów PPG i EKG.
System uczy się specyficznego opóźnienia czasowego między impulsem elektrycznym a falą tętna docierającą do naczyń krwionośnych. W efekcie AI potrafi na podstawie ciągłego sygnału ze standardowego pulsometru odtworzyć wzorce i anomalie, które dotychczas wymagały fizycznego przyłożenia palca do elektrody.
Analiza na nadgarstku, bez wysyłania danych do chmury
Drugi z zaprezentowanych modeli, nazwany HiMAE, odpowiada za jednoczesną analizę danych w różnych skalach czasowych – od milisekundowych zmian w rytmie pojedynczych uderzeń serca, po wielotygodniowe trendy związane ze snem czy regeneracją.
Najciekawszy z punktu widzenia użytkownika jest fakt, że model zoptymalizowano pod kątem ograniczonej mocy obliczeniowej procesorów stosowanych w wearables. Według deklaracji Samsunga, analiza danych zajmuje mniej niż jedną milisekundę na układzie klasy smartwatcha. Oznacza to, że zaawansowana analiza biometryczna mogłaby odbywać się bezpośrednio na urządzeniu, bez konieczności ciągłego połączenia z internetem i wysyłania wrażliwych danych medycznych na zewnętrzne serwery.
Obiecująca nauka, odległa komercjalizacja
Choć zaprezentowane rozwiązania brzmią jak kolejny krok milowy w rozwoju technologii ubieralnych, na ten moment pozostają one wyłącznie w fazie badań laboratoryjnych. Publikacje Samsunga zostały zaakceptowane na prestiżowych konferencjach naukowych (ICML oraz ICLR), co potwierdza ich wartość inżynieryjną, ale nie oznacza rychłego wdrożenia w urządzeniach konsumenckich.
Stworzenie działających modeli bazowych to dopiero pierwszy krok. Droga od publikacji akademickiej do komercyjnej funkcji w aplikacji Samsung Health wymaga jeszcze lat optymalizacji, a przede wszystkim skomplikowanego procesu certyfikacji medycznej przez agencje pokroju amerykańskiego FDA. Projekt pokazuje jednak wyraźnie kierunek, w którym zmierza branża: czujniki w zegarkach mają przestać być narzędziem do okazjonalnych testów, a stać się stale czuwającym systemem wczesnego ostrzegania.
