Акустическая система для умного дома и программное обеспечение для машинного обучения могут использоваться, чтобы регистрировать сердцебиение человека и сообщать о результатах врачам для анализа, считают сотрудники Вашингтонского университета.

Их работа, опубликованая в области биологии коммуникаций, описывает «испытательную систему для регистрации ударов сердца с помощью интеллектуальных динамиков полностью бесконтактным способом».

Во-первых, динамик издает непрерывную серию высокочастотных звуковых сигналов с частотой от 18 до 22 кГц в течение более минуты — это верхний предел диапазона частот, который люди могут обнаружить. Эти звуки направляются на человека, сидящего на расстоянии до двух футов, а микрофоны в специально созданном гаджете улавливают звуковые волны, отраженные от человеческого тела.

Затем алгоритмы машинного обучения обрабатывают аудиоклипы из возвращенных волн и преобразуют этот сигнал в ритм сердцебиения. Шьям Голлакота, соавтор статьи и доцент Школы компьютерных наук и инженерии Пола Г. Аллена в UW, объяснил что система использует сонар для обнаружения крошечных изменений в движении чьей-либо кожи.

«Вы можете увидеть пульс в таких областях, как чья-то грудь или шея», — сказал он. «Эти субмиллиметровые изменения обнаруживаются в отраженных неслышимых звуковых волнах. Алгоритмы проверяют эти данные и преобразуют их в показания сердечного ритма в ударах в минуту.

«Это немного похоже на то, как подводные лодки излучают звуковые импульсы, чтобы увидеть свое окружение. Они смотрят на время прибытия отраженных импульсов, чтобы выяснить, движется ли препятствие в сторону или в сторону. Есть части тела, которые движутся относительно ваше сердцебиение, и по отраженному звуковому сигналу мы можем определить, бьется оно быстрее или медленнее «.

острое сердечно-сосудистое заболевание

Читайте также:
Как отключить автоматическое воспроизведение видео в Chrome, Firefox, Internet Explorer

Думаете, ваши умные часы подходят для предупреждения о сердечном приступе? Оказывается, его ИИ на удивление легко обмануть.

Команда из США протестировала свою бесконтактную технологию умного динамика на 49 пациентах; около половины из них имели здоровое сердцебиение, а у другой половины были сердечные заболевания и нарушения сердечного ритма. Сердцебиение каждого пациента сначала измерялось с помощью электрокардиографии, а затем снова измерялось с помощью умного динамика для сравнения показаний.

«По сравнению с приборами ЭКГ, мы получили в среднем около одного-двух ударов по ошибкам. «Умные колонки» могут быть полезны для платформ телемедицины », — сказал Голлакота.

«Представьте, что вы сидите перед умным динамиком, а ваш компьютер может отправлять врачам информацию о вашем сердцебиении, это очень полезно. Для пациентов может потребоваться много времени и денег, чтобы продолжать ходить к врачам только для осмотра».

Устройство-прототип содержит семь микрофонов; Голосовые помощники потребительского уровня обычно имеют от двух до семи, в зависимости от модели.

Алгоритм машинного обучения учит, как откалибровать входящие звуковые сигналы, отражающиеся от кожи человека. «Мы используем алгоритм градиентного спуска для решения этой задачи оптимизации», — сказал Голлакота.

В отличие от нейронных сетей, алгоритм, разработанный исследователями, не требует обучающих данных. Алгоритм, описанный в документе, в меньшей степени является искусственным интеллектом и больше похож на традиционный программный алгоритм, в котором функции были явно созданы вручную. «Например, мы делаем так, чтобы алгоритм игнорировал отраженные сигналы, исходящие от нашей груди, движущиеся вверх и вниз от дыхания», — добавил он.

Читайте также:
Как уберечь ваш компьютер от вредоносных программ с USB

Голлаката также является частью стартапа Sound Life Sciences, созданного на базе университета. Бизнес пытается использовать потребительское оборудование для отслеживания сигналов о работоспособности и пытается коммерциализировать технологию прототипа.

Исследователи предполагают, что устройства можно использовать для мониторинга таких вещей, как апноэ во сне. Голлаката считает, что что-то вроде артериального давления однажды можно будет измерить и без физического контакта.