A Google junta-se a outras empresas, como a Apple, por exemplo, numa abordagem inovadora de tirar proveito das tecnologias dos auscultadores, levando-os a outros patamares de auxílio ao utilizador. A investigação da gigante das pesquisas quer que os auscultadores possam “sentir” o seu coração!
Os investigadores da Google desenvolveram uma tecnologia que permite que os auscultadores com cancelamento ativo de ruído (ANC) tenham aplicações de deteção de parâmetro de saúde. A equipa utilizou uma técnica denominada pletismografia áudio (APG) nos equipamentos com ANC para monitorizar os dados fisiológicos do utilizador, como o ritmo cardíaco e a variabilidade do ritmo cardíaco, sem necessidade de sensores adicionais ou de sacrificar a duração da bateria.
Esta técnica de pletismografia áudio funciona através do envio de um sinal de sondagem de ultra-sons de baixa intensidade através dos altifalantes de um auricular ANC.
Refere uma publicação no blogue da Google.
Os detalhes da sua investigação, intitulada APG, Audioplethysmography for Cardiac Monitoring in Hearables (em português, Audiopletismografia para Monitorização Cardíaca em dispositivos Vestíveis), foram apresentados na MobiCom 2023.
Gadgets ao serviço da saúde e bem-estar
A empresa afirma que, nos últimos anos, o mercado de auscultadores e auriculares com cancelamento ativo de ruído (ANC) stereo sem fios (TWS) explodiu, e o volume global de envios quase duplicará o das smartbands e smartwatches até 2023.
Devido aos recentes avanços na tecnologia ANC, modo de transparência e inteligência artificial, o tempo de utilização dos auscultadores aumentou drasticamente. Os utilizadores utilizam regularmente os dispositivos auditivos não só para ouvir música, mas também para fazer exercício, concentrar-se ou simplesmente ajustar o seu estado de espírito. No entanto, para o mercado de consumo, a saúde dos equipamentos auditivos é uma área desconhecida, segundo a Google.
Investigações recentes debruçaram-se na utilização de dispositivos auditivos para a deteção de sinais vitais, combinando uma variedade de sensores, tais como fotopletismogramas (PPG) e eletrocardiogramas (ECG), com um microcontrolador para permitir aplicações de saúde como a monitorização do sono, do ritmo cardíaco e da pressão arterial.
No entanto, este paradigma de montagem de sensores acrescenta inevitavelmente custos, peso, consumo de energia, complexidade de conceção acústica e desafios de formato aos aparelhos auditivos, constituindo uma forte barreira à sua adoção generalizada.
Afirma o blogue da empresa.
Ao emitir um sinal de sondagem ultra-sónica de baixa intensidade através dos altifalantes de um auricular ANC, a equipa demonstrou que podia contornar as restrições de hardware dos auriculares ANC. Este sinal gera ecos, que são captados por microfones de feedback integrados. O modesto deslocamento da pele do canal auditivo e as vibrações do batimento cardíaco modificam estes ecos de ultra-sons.
Qualquer auscultador ANC pode ser “mais inteligente”
Durante os primeiros testes, a equipa observou que o APG funciona de forma fiável com vedantes de auriculares insuficientes e também enquanto a música está a tocar. No entanto, o sinal APG pode por vezes ser alto e pode ser substancialmente perturbado pelos movimentos do corpo. Em contrapartida, a Google utilizou uma técnica multi-tom que atua como uma ferramenta de calibração para “encontrar a melhor frequência que mede o ritmo cardíaco e utilizar apenas a melhor frequência para obter uma forma de onda de pulso de alta qualidade”, refere a publicação no blogue.
A equipa realizou duas rondas de investigação sobre a experiência do utilizador com 153 pessoas. Os resultados mostraram que o APG mede de forma fiável a frequência cardíaca (erro mediano de 3,21% entre indivíduos em todas as situações de exercício) e a variabilidade da frequência cardíaca (erro mediano de 2,70% no intervalo entre batimentos). Ao contrário do PPG, que tem um desempenho diferente consoante o tom de pele, a investigação revelou que o APG é resistente a alterações no tom de pele, a condições de vedação insuficientes e ao tamanho do canal auditivo.
Com uma simples atualização de software, o APG converte qualquer auscultador TWC ANC em auscultadores com deteção inteligente que funcionam de forma confiável numa ampla gama de atividades do utilizador. O sinal portador de deteção é totalmente audível e não é afetado pela música. A Google afirma que o APG simboliza uma nova experiência em investigação biomédica e móvel, abrindo novos caminhos para a monitorização da saúde a baixo custo.