Deine Smartphone-Kamera kennt deinen Puls
Ein neues KI-Modell von Google erfasst den Puls passiv beim Entsperren des Bildschirms. Die Genauigkeit gleicht modernen Wearables.
Google verwandelt handelsübliche Smartphones mit einem neuen KI-Modell in unsichtbare Gesundheitswächter. Die Frontkamera erfasst künftig die Herzfrequenz der Nutzer völlig passiv während der alltäglichen Bedienung. Das System erreicht dabei erstmals die Präzision etablierter Wearables.
Unsichtbare Messung im Hintergrund
Die Forscher nutzen für die Erfassung geschickt die alltäglichen Routinen der Anwender. Wenn eine Person ihr Smartphone per Gesichtserkennung entsperrt, zeichnet das System im Hintergrund ein achtsekündiges Video über die Frontkamera auf. Der Nutzer bemerkt von diesem Vorgang nichts.
Ein spezielles KI-Modell analysiert in dieser kurzen Zeitspanne mikroskopisch feine Farbveränderungen der Gesichtshaut. Diese entstehen, wenn Blut durch die Adern pulsiert. Die Technik nennt sich Remote Photoplethysmographie und überträgt das Prinzip bekannter medizinischer Fingerclips auf reine Kameraoptik.
Um die Privatsphäre der Nutzer zu wahren, verlassen die rohen Videodaten das Gerät zu keinem Zeitpunkt. Die komplette Verarbeitung der sensiblen Aufnahmen findet lokal auf dem Smartphone statt.
Quelle: Google
Präzision auf medizinischem Niveau
Die Zuverlässigkeit der Software namens PHRM überzeugt in aktuellen klinischen Tests sowie in Alltagsstudien. Das KI-Modell ermittelt die Herzfrequenz mit einer Fehlerquote von weniger als zehn Prozent im direkten Vergleich zu einem professionellen Elektrokardiogramm.
Auch bei der langfristigen Aufzeichnung der Ruheherzfrequenz liefert das System belastbare Werte. Die Abweichung zu dedizierten Fitnesstrackern wie der Fitbit Charge 6 liegt bei unter fünf Schlägen pro Minute.
Mit steigender Nutzungsdauer im Alltag kalibriert sich das System stetig weiter. Die Fehlerquote sinkt dadurch nach wenigen Tagen noch weiter ab. Anwender erhalten somit detaillierte Gesundheitsdaten, ohne ein zusätzliches Gerät am Handgelenk tragen zu müssen.
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Fehlerfreie Analyse für alle Hauttypen
Ältere optische Messverfahren scheiterten in der Vergangenheit häufig an dunkleren Hauttönen, da ein hoher Melaninanteil das Lichtsignal für Kameras abschwächt. Google hat dieses branchenspezifische Problem durch ein gezieltes Training mit einer sehr breiten Datenbasis gelöst.
Das Team speiste über 350.000 Videoclips von knapp 700 Personen in das KI-Modell ein. Dabei achteten die Entwickler streng darauf, alle Stufen der Monk-Hautfarbenskala gleichmäßig in den Trainingsdaten abzubilden.
Das Resultat ist eine durchgehend hohe Genauigkeit bei sämtlichen Teilnehmern der Studie. Die Software erfüllt damit aktuelle Vorgaben von Gesundheitsbehörden für eine inklusive medizinische Sensorik.
Quelle: Google
Freigabe für die internationale Forschung
Google hat die Ergebnisse der jahrelangen Entwicklung detailliert im Fachmagazin »Nature« veröffentlicht. Der Technologiekonzern behält die Erkenntnisse jedoch nicht komplett exklusiv für sich.
Verifizierte Forscher erhalten auf Anfrage Zugriff auf eine angepasste Version des KI-Modells mit dem Namen »PHRM-mini«. Die Wissenschaftsgemeinschaft kann die Technologie dadurch nutzen, um weitere Anwendungen für die smarte Gesundheitsüberwachung der Zukunft zu entwickeln.
