BodyCompass: dispositivo monitoriza posições no sono através de sinais de rádio

Uma equipa de investigadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveu um dispositivo sem fios que captura os dados do sono. Para isso, o não recorre a qualquer tipo de câmara ou sensor corporal.

O BodyCompass poderia ajudar pacientes com Parkinson, epilepsia, ou outras que impliquem o rastreio do sono.

Sinais de rádio detetam posição do sono

A partir de um dispositivo sem fios instalado na parede do quarto, será possível monitorizar as posturas que uma pessoa vai assumindo, ao longo do sono. Isto, através de sinais de rádio refletidos através desse dispositivo, de forma pessoal.

O BodyCompass é, assim, o primeiro sistema baseado em frequência de rádio, desenhado para ser utilizado em casa e fornecer dados rigorosos sobre o sono. Isto, sem recorrer a câmaras ou sensores corporais, muitas vezes invasores de privacidade e motivo de desconforto.

Shichao Yue, que trabalhou no BodyCompass sob a supervisão da professora Dina Katabi, no MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory, utilizou a deteção sem fios, para estudar as fases do sono e a insónia, durante vários anos.

Pensamos que a postura do sono poderia ser outra aplicação impactante do nosso sistema.

Disse Yue.

A respiração como elemento distintivo

O BodyCompass funciona através da análise da reflexão dos sinais de rádio à medida que estes ressaltam dos objetos do quarto, incluindo do corpo humano. Assim, funciona quase como um router de Wi-Fi que, ligado à parede de um espaço, envia e recolhe os sinais à medida que estes circulam por múltiplos caminhos. Dessa forma, o dispositivo sem fios monitoriza o caminho desses sinais emitidos pelo corpo, através dos reflexos, a fim de determinar a sua postura.

Contudo, havia uma ponta solta: era necessário perceber quais os sinais que eram emitidos pelo corpo humano e quais os que eram emitidos pelos objetos do quarto. Assim sendo, a equipa percebeu que essa distinção passaria por decifrar os padrões respiratórios dos sinais de rádio.

Afinal, concluíram que os sinais que saltam do peito e da barriga de uma pessoa são influenciados de forma única pela sua respiração. Então, uma vez marcada a respiração como o reflexo proveniente do corpo, puderam analisar esses reflexos, em comparação com a posição do dispositivo sem fios, a fim de determinar a posição da pessoa na cama.

Identificar a respiração como um código ajudou-nos a separar os sinais do corpo dos reflexos do meio, permitindo-nos seguir os reflexos informativos.

Esclareceu Yue.

Então, as reflexões do corpo foram analisadas por uma rede neurológica personalizada, a fim de determinar a forma como se orienta o corpo durante o sono. Assim, o dispositivo sem fios pode distinguir movimentos mais supérfluos e movimentos mais significativos. Este tipo de análise será especialmente importante para pacientes epiléticos.

Dispositivo sem fios com quase 100% de eficácia

A equipa testou a precisão do BodyCompass em mais de 200 horas de sono de 26 pessoas saudáveis a dormir nos seus próprios quartos. Inicialmente, usaram dois acelerómetros colados ao peito e ao estômago, para treinar a redes neurológica do dispositivo sem fios com dados reais da postura do sono.

Dessa forma, comprovaram a eficácia do dispositivo sem fios, que previu a postura corporal correta em 94% do tempo.

BodyCompass aliado à medicina

Conforme foi referido pelos responsáveis do dispositivo sem fios, no futuro, este poderia ser um instrumento chave no acompanhamento dos hábitos de sono de doentes. Isto, porque existem estudos que mostram que o sono de barriga aumenta o risco de morte súbita, em pessoas com epilepsia. Ademais, poderia ser usado para medir a progressão da doença de Parkinson, uma vez que esta impede que uma pessoa se vire na cama, ou instalado no quarto no quarto de doentes com apneia do sono.

Assim sendo, o BodyCompass poderá ser utilizado para monitorizar o sono de pessoas saudáveis ou até o sono infantil.

Pode ser um dispositivo médico ou um produto de consumo, dependendo das necessidades.

Referiu Yue.

Com efeito, o BodyCompass é um dispositivo de monitorização do sono. No entanto, poderá vir a ser emparelhado com colchões, por exemplo, de maneira a mover um doente com epilepsia para uma postura mais segura, se necessário.

O estudo foi publicado no Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies e será apresentado no dia 15 de setembro, pelo Shichao Yue, na conferência UbiComp 2020.