O chip Wi-Fi do Raspberry Pi pode medir a frequência cardíaca com precisão clínica sem os caros rastreadores de condicionamento físico

Chips Wi-fi baratos, como os encontrados em um Raspberry Pi de US$ 30, podem medir o pulso humano com a precisão de um monitor clínico de frequência cardíaca ou de um dispositivo caro de monitoramento de saúde e condicionamento físico, como o Apple Watch.

De acordo com os pesquisadores da UCSC que lideraram o estudo Pulse-Fi, uma rede Wi-fi simples criada com um chip ESP32 de cinco dólares pode monitorar a frequência cardíaca de uma pessoa não pior do que o Apple Watch 10, que atualmente está com desconto na Amazon, mas ainda custa US$ 359.

Os resultados do teste com o baratíssimo Raspberry Pi baratinho foram ainda mais precisos, pois os pesquisadores analisaram os dados do Channel State Information (CSI) do Wi-Fi por meio de algoritmos de IA para detectar a frequência cardíaca de mais de cem participantes do estudo.

As características do canal Wi-Fi criado entre um transmissor e um receptor, como fase, frequência no ambiente físico ou amplitude, podem mudar ligeiramente a cada respiração e batimento cardíaco. Essas minúsculas alterações são então filtradas com a ajuda de algoritmos de aprendizado de máquina que descartam todas as outras causas que podem alterar o CSI de uma rede Wi-Fi, deixando o Raspberry Pi com a medição correta do pulso de todas as 118 pessoas envolvidas no estudo.

Para completar, a capacidade de detecção da frequência cardíaca da rede Wi-Fi estava presente independentemente da posição em que os participantes se encontravam, ou se estavam em movimento, em pé, sentados e até mesmo deitados.

Para conseguir isso, a equipe teve que desenvolver seu próprio banco de dados a partir do zero e usar um dispositivo de controle como um oxímetro de nível clínico para ensinar aos algoritmos de IA quais alterações na frequência ou amplitude do canal Wi-Fi poderiam ser atribuídas a um batimento cardíaco e quais pertenciam à interferência de outras fontes.

O conjunto orientado por IA que eles implantaram ajudou a detectar o pulso a uma distância maior, abrindo caminho para o monitoramento casual da frequência cardíaca por redes Wi-Fi com o algoritmo Pulse-Fi. Além da detecção de pulso por Wi-Fi, os pesquisadores da UCSC estão agora visando o reconhecimento de padrões de frequência respiratória, o que também pode ajudar as pessoas que sofrem de apneia do sono.