Google разрабатывает технологию измерения пульса с помощью фронтальной камеры смартфона

Компания Google представила результаты исследования новой системы, которая способна определять частоту сердечных сокращений владельца смартфона в фоновом режиме. Для работы технологии требуются лишь фронтальная камера устройства и встроенные алгоритмы искусственного интеллекта.

Как работает бесконтактный мониторинг пульса

Новая система получила название Passive Heart Rate Monitoring (PHRM — пассивный мониторинг частоты сердечных сокращений). Она анализирует микроскопические изменения цвета кожи лица, происходящие при приливе крови во время ударов сердца. Эти колебания незаметны для человеческого глаза, однако современные сенсоры камер в сочетании с машинным обучением способны их зафиксировать.

В отличие от существующих решений, которые требуют от пользователя специально запускать приложение и прикладывать палец к задней камере или сканеру отпечатков пальцев, система от Google работает незаметно. Технология записывает короткое восьмисекундное видео в момент, когда пользователь разблокирует телефон с помощью функции распознавания лица. Затем нейросеть анализирует запись прямо на устройстве и рассчитывает пульс. Таким образом, со временем гаджет может составить подробную карту сердечного ритма владельца в состоянии покоя.

Точность на уровне фитнес-браслетов

Для обучения и проверки ИИ-модели разработчики использовали более 350 тысяч видеозаписей, полученных от почти 700 участников эксперимента. Исследователи уделили особое внимание разнообразию оттенков кожи тестируемых, поскольку темный пигмент обычно затрудняет оптическое измерение кровотока.

Тестирование показало высокие результаты:

• Точность определения пульса соответствует отраслевым стандартам для всех протестированных фототипов кожи.
• При измерении пульса в состоянии покоя погрешность составила не более пяти ударов в минуту по сравнению с показателями популярного фитнес-трекера Fitbit Charge 6.
• Система успешно прошла проверку в реальных условиях эксплуатации, когда участники исследования в течение недели носили медицинские датчики ЭКГ и одновременно пользовались своими смартфонами в повседневной жизни.

Технические сложности и вопросы конфиденциальности

Несмотря на успехи, разработчики признают наличие некоторых трудностей. На точность измерений могут негативно влиять активная мимика, разговоры и движения головой во время разблокировки. Кроме того, у людей с очень темным оттенком кожи система иногда испытывала сложности со стабильным считыванием данных, хотя сами полученные показатели оставались верными.

Отдельным важным аспектом является конфиденциальность данных. Чтобы предотвратить утечку личной информации, вся обработка видеозаписей происходит локально на самом смартфоне без отправки файлов на сторонние серверы.

На данный момент проект PHRM находится на стадии исследования. Однако в перспективе внедрение этой технологии позволит миллиардам людей во всем мире следить за здоровьем сердечно-сосудистой системы без необходимости покупать умные часы или специализированные носимые аксессуары.