محققان از مشکل حسگرهای نوری با پوست‌های تیره و افراد دچار اضافه‌وزن پرده برداشتند

براساس مدل‌سازی انجام‌شده در مطالعه‌ای جدید، مشخص شد حسگرهای نوری استفاده‌شده برای ردیابی ضربان قلب در دستگاه‌های پوشیدنی مانند اپل واچ سری ۵ و فیت بیت ورسا ۲ روی پوست‌های تیره‌تر یا افراد دچار اضافه‌وزن به‌درستی کار نمی‌کنند.

به‌گزارش ورج، جسیکا راملا رومن می‌گوید:

این مشکلی بر سر راه ویژگی‌هایی است که درحال‌حاضر در دستگاه‌ها تعبیه شده‌‌اند؛ اما می‌تواند در دستیابی به عملکردهای جدید با استفاده از حسگرهای نوری نیز مشکل ایجاد کند. برای رفع چنین مشکلی، معماری دستگاه باید تغییر کند.

برای جمع‌‌آوری اطلاعات موردنیاز این مطالعه سیگنال فوتوپلتیسموگرافی (PPG)، تکنیکی که از تغییرات در نحوه انعکاس نور برای اندازه‌گیری جریان خون استفاده می‌کند، در سه گجت پوشیدنی اپل واچ سری ۵ و فیت بیت ورسا ۲ و پولار M600 بررسی شد. تیم تحقیقاتی از مدلی استفاده کردند که نحوه‌ی حرکت نور در بافت را شبیه‌سازی می‌کند تا نشان دهد حسگرهای این دستگاه‌ها چگونه با ویژگی‌های مختلف پوست رفتار می‌کنند. پوست تیره‌تر ملانین بیشتری دارد و نور بیشتری جذب می‌کند؛ درحالی‌که پوست افراد چاق ضخیم‌تر و کم‌‌آب‌تر است و جریان خون کمتری از پوست افراد لاغر دارد. تحقیقات قبلی درباره‌ی دقت و سوگیری در پوشیدنی‌ها روی رنگ پوست متمرکز شده بود؛ اما راملا رومن می‌گوید بسیاری از مطالعات روی افراد دچار اضافه‌ وزن تمرکز نکرده‌اند.

مدل محققان دریافت که سیگنال PPG با تغییر رنگ پوست تغییر چندانی نمی‌کند. سیگنال مذکور در دستگاه‌ها کمتر از ۱۰ درصد متفاوت بود؛ اما در تحقیقات مشخص شد که الگوبرداری از فرد دچار اضافه‌وزن تا ۶۰ درصد در سیگنال تغییر ایجاد می‌کند. نویسندگان این مطالعه گفتند به‌نظر می‌رسد تغییر سیگنال به‌دلیل ضخامت پوست افراد چاق است. تغییراتی در پیک سیگنال PPG وجود دارد که برای محاسبه‌ی ضربان قلب استفاده می‌شود؛ اما قدرت سیگنال آن نباید براساس مقدار ضربان قلب تغییر کند. همچنین، تغییراتی در شکل سیگنال وجود داشت که از آن به‌عنوان راهی برای ردیابی فشار خون استفاده می‌شود. او می‌گوید:

با افزایش سطح BMI و تیره‌شدن رنگ پوست، سیگنال کاهش یافت و سپس سایر ویژگی‌ها نیز شروع به ناپدیدشدن کردند. این مطالعه نشان داد فیت‌بیت که حسگرهای کمتری داشت، سیگنال‌های بیشتری از اپل واچ از دست داد.

راملا رومن تأکید کرد:

این مطالعه تنها از چگونگی عملکرد دستگاه‌های پوشیدنی و سیگنال‌های آن‌ها در آزمایشگاه مدل‌سازی کرده‌ است و دستگاه‌ها روی افراد واقعی باید بررسی شود تا بتوان یافته‌ها را تأیید کرد.

او می‌گوید آن‌ها اکنون در حال انجام چنین مطالعه‌ای هستند و تا‌کنون حدود ۱۰۰ نفر را ثبت‌نام کرده‌اند.

این یافته‌ها نشان می‌دهد سایر دستگاه‌هایی که از حسگرهای نور و PPG استفاده می‌کنند، مانند اندازه‌گیری اکسیژن خون در بیمارستان‌ها یا مطب‌های پزشکان، ممکن است برای افراد دچار اضافه‌وزن به‌خوبی کار نکنند. مطالعات بسیار کمی برای ارزیابی دستگاه‌های این گروه انجام شده و چنین مسئله‌ای نگران‌کننده است. راملا رومن می‌گوید دراین‌میان خبر خوش این است که احتمالاً می‌توان دستگاه‌ها را به‌گونه‌ای تنظیم کرد که برای افراد با پوست تیره‌تر یا دچار اضافه‌وزن دقت بیشتری داشته باشند.