Samsung revela modelos de IA para análise de saúde em seus relógios e wearables

A Samsung Research America (SRA) apresentou dois novos modelos de inteligência artificial para análise de biosinais coletados por dispositivos vestíveis. Chamados de xMAE e HiMAE, os modelos foram desenvolvidos pela equipe de Saúde Digital da SRA e têm como objetivo extrair padrões significativos de dados como frequência cardíaca, sono e atividade física, transformando essa informação em orientações personalizadas de saúde.

Os estudos foram aceitos em duas das conferências mais importantes do mundo em inteligência artificial: xMAE no International Conference on Machine Learning (ICML) e HiMAE no International Conference on Learning Representations (ICLR). Apesar do avanço científico, a Samsung enfatiza que ambos são projetos de pesquisa e ainda não foram implementados como funcionalidades comerciais nos smartwatches Galaxy Watch.

xMAE: aprende seu padrão cardiovascular sem eletrocardiograma

O xMAE é um modelo que aprende a relação entre dois sinais cardíacos distintos. O eletrocardiograma (ECG) mede diretamente a atividade elétrica do coração, mas exige que o usuário realize uma medição ativa, o que limita seu uso contínuo. Já a fotopletismografia (PPG), que mede alterações no fluxo sanguíneo a partir da luz refletida na pele, pode ser capturada passivamente pelos sensores do smartwatch.

Os dois sinais se originam da mesma atividade cardíaca, mas chegam ao sensor com uma diferença de tempo, como o trovão que se ouve depois do relâmpago. O xMAE foi treinado para reconstruir partes mascaradas do sinal de ECG usando o sinal de PPG, que é mais fácil de medir de forma contínua. Com esse aprendizado, o modelo é capaz de analisar características de saúde cardiovascular com maior precisão usando apenas PPG, sem a necessidade de medições manuais de ECG. O modelo foi pré-treinado com aproximadamente 9.400 horas de dados de ECG e PPG. Nos testes, o xMAE superou modelos comparadores em 15 de 19 tarefas avaliadas, incluindo previsão de doenças cardiovasculares, detecção de resultados anormais e classificação de estágios do sono.

HiMAE da Samsung processa sinais do corpo em menos de 1ms

O HiMAE, sigla para Hierarchical Masked Autoencoder, foi projetado para analisar dados de wearables em diferentes escalas de tempo. O modelo aprende mudanças que ocorrem em curtos períodos, como batimentos cardíacos, e tendências que se acumulam ao longo de longos períodos, como padrões de sono e níveis de atividade. Para isso, o HiMAE separa essas informações em camadas distintas e as reconstrói após mascarar partes dos dados, identificando padrões-chave mesmo na ausência de informações de referência.

O modelo se destaca pelo tamanho reduzido e pela eficiência computacional. Pesquisadores da Samsung afirmam que o HiMAE pode gerar resultados em menos de um milissegundo em um processador de smartwatch, abrindo caminho para uma análise contínua de biosinais diretamente no dispositivo, sem depender de servidores na nuvem. O modelo também superou modelos maiores em múltiplos benchmarks enquanto permanecia compacto o suficiente para inferência local.

A capacidade de processamento local reduz a dependência de conectividade e a latência, além de limitar a movimentação de dados biométricos sensíveis para servidores remotos. A Samsung, no entanto, ainda não divulgou detalhes sobre como uma eventual implementação comercial do HiMAE dividiria o processamento entre o relógio, o telefone e a nuvem, nem informou qual seria o impacto na vida útil da bateria.

O anúncio dos modelos xMAE e HiMAE ocorre em um momento de expansão das funcionalidades de saúde baseadas em IA nos dispositivos da Samsung. Em julho, a empresa lançou a versão beta do Samsung Health Assistant, um assistente virtual que utiliza dados do Galaxy Watch, Galaxy Ring e do smartphone para fornecer recomendações personalizadas de bem-estar. A Samsung também apresentou durante o Galaxy Unpacked de julho sua visão de “Connected Care”, que busca usar IA e dados de wearables para um monitoramento de saúde mais contínuo e personalizado.

A empresa, no entanto, ainda não conectou os modelos xMAE e HiMAE às funcionalidades comerciais atuais dos Galaxy Watch 9 e Galaxy Watch Ultra2, anunciados em 22 de julho. Também não identificou quais modelos de relógio receberiam recursos baseados nesses modelos, nem forneceu uma data para o lançamento. Por enquanto, ambos permanecem como demonstrações de pesquisa.