توسعه هوش مصنوعی که با اسپیکر هوشمند و بدون تماس روی ریتم قلب نظارت می‌کند

اسپیکرهای هوشمند می‌توانند در حوزه سلامت کاربرد داشته باشند. برای مثال پژوهشگران دانشگاه «واشنگتن» امکان تشخیص ایست قلبی یا نظارت روی تنفس نوزاد از طریق این محصولات را به نمایش گذاشته‌اند و حالا برای اولین بار توانسته‌اند سیستم هوش مصنوعی توسعه دهند که از طریق اسپیکر هوشمند و بدون تماس فیزیکی، روی ضربان قلب نظارت کند.

این سیستم هوش مصنوعی جدید پژوهشگران دانشگاه واشنگتن صداهای غیرقابل شنیدن از طریق اسپیکر هوشمند درون یک اتاق منتشر می‌کند و از نحوه بازگشت آن به اسپیکر، می‌تواند ضربان قلب افراد را شناسایی و همچنین روی آن نظارت کند.

از آنجایی که ضربان قلب یک حرکت کوچک در ناحیه سینه محسوب می‌شود، این تیم برای کمک به موقعیت‌یابی سیگنال‌ها توسط اسپیکر هوشمند از یادگیری ماشینی استفاده کرده تا قادر به شناسایی ضربان قلب منظم و نامنظم باشد.

پژوهشگران برای بررسی عملکرد این سیستم، آن را روی افراد سالم و همچنین بیماران قلبی در بیمارستان‌ها آزمایش کردند. بطور دقیق‌تر، نمونه اولیه این سیستم روی ۲۶ فرد سالم و ۲۴ بیمار قلبی در بیمارستان‌ها مورد آزمایش قرار گرفت. این اسپیکر هوشمند توانست ضربان‌های قلب را تقریبا مشابه دستگاه‌های نظارت روی ضربان قلب استاندارد شناسایی کند.

در حالی که بسیاری از مردم با مفهوم ضربان قلب آشنایی دارند، پزشکان بیشتر به تشخیص و ارزیابی ریتم قلب علاقه‌مند هستند. میزان تپش قلب به میانگین ضربان قلب در گذر زمان گفته می‌شود، در حالی که ریتم قلب یک الگو از ضربان قلب را توصیف می‌کند.

برای مثال یک فرد با ۶۰ تپش در دقیقه یک ریتم طبیعی دارد و قلبش در هر ثانیه، یکبار می‌تپد. اما ریتم قلب نامنظم نرخ تپش متفاوتی دارد. آریتمی یا ریتم نامنظم قلب از دیگر بیماری‌های قلبی رایج‌تر است و می‌تواند باعث بیماری‌هایی مانند سکته شود، اما غیرقابل پیش‌بینی است و نمی‌توان به راحتی آن را تشخیص داد.

در همین راستا، توسعه دستگاهی ارزان‌قیمت که بتوان از آن در خانه‌ها استفاده کرد تا روی ضربان قلب افراد نظارت داشته باشد، می‌تواند تاثیر قابل توجهی در شرایط افراد در مراحل ابتلایی بیماری‌های قلبی ایجاد کند.

زمانی که فرد در فاصله ۳۰ تا ۶۰ سانتی‌متری این اسپیکر هوشمند قرار بگیرد، فرایند جستجو برای ضربان قلب آغاز می‌شود. در ادامه این سیستم مبتنی بر هوش مصنوعی بطور پیوسته صداهای غیرقابل شنیدن منتشر می‌کند که با برگشت به اسپیکر، روی ضربان قلب نظارت می‌کند.

در این محصول یک الگوریتم یادگیری ماشینی خود نظارت شده مورد استفاده قرار گرفته که سیگنال‌های دریافتی از تمام میکروفن‌ها را برای شناسایی سیگنال ضربان قلب ترکیب می‌کند. در ادامه این سیستم از الگوریتم دومی استفاده می‌کند تا سیگنال به ضربان‌های قلب تقسیم شود تا روی آن‌ها نظارت داشته باشد.