U današnjem brzom svijetu, mjerenje otkucaja srca ultra-širokopojasnim radarem predstavlja revolucionarni korak u kontaktlessnom praćenju zdravlja. Ova tehnologija, već ugrađena u mnoge moderne mobitele, omogućuje precizno praćenje pulsa bez ikakvog dodira. Najnovija istraživanja Google Researcha iz 2025. godine pokazuju kako transfer learning čini ovu metodu pristupačnom za svakodnevne uređaje.
Ultra-wideband (UWB) radar, poznat i kao ultra-širokopojasni radar, koristi se za lokaciju i sigurnosne značajke, ali sada otkriva svoj potencijal u mjerenju otkucaja srca. Ovo omogućuje praćenje vitalnih znakova poput pulsa i disanja tijekom spavanja ili meditacije. U 2026. godini, očekuje se šira integracija u pametne uređaje.
Što je ultra-širokopojasni radar i zašto je idealan za mjerenje otkucaja srca?
Ultra-širokopojasni radar (UWB) šalje vrlo kratke impulse signala trajanja nekoliko pikosekundi do nanosekundi. Ova tehnologija pruža visoku prostornu rezoluciju u tri dimenzije, što je ključno za mjerenje otkucaja srca ultra-širokopojasnim radarem.
U protivnosti od tradicionalnih senzora, UWB ne zahtijeva kontakt s kožom. Prema statistikama FiRa Consortiuma, preko 50% premium mobitela u 2025. ima UWB čipove. To čini tehnologiju dostupnom milijunima korisnika.
Kako UWB radar razlikuje se od drugih radarskih sustava?
UWB koristi impulse umjesto kontinuiranih valova, za razliku od mm-wave FMCW radara. FMCW šalje sinusne valove s linearnim porastom frekvencije, što je Google koristio u Soli platformi za Nest Hub.
- UWB prednosti: Niska potrošnja energije, visoka preciznost lokacije do 10 cm.
- FMCW prednosti: Bolja detekcija kretanja na većim udaljenostima.
- Zajedničke značajke: Oba omogućuju kontaktlessno praćenje vitalnih znakova.
Najnovija istraživanja pokazuju da UWB postiže grešku od manje od 1 bpm u idealnim uvjetima. Ovo je ključno za integraciju u potrošačke uređaje poput pametnih satova ili zvučnika.
Kako funkcionira kontaktlessno mjerenje otkucaja srca ultra-širokopojasnim radarem?
Kontaktlessno mjerenje pulsa koristi suptilna kretanja prsnog koša uzrokovana srcem. Radar detektira odraze signala s preciznošću do 200 Hz, hvatajući brze promjene.
Glavni izazov su veća kretanja disanja i tjelesnih pokreta. UWB rješava to definirajući “mjernu zonu” oko torza, ignorirajući pozadinu. Ova 3D rezolucija osigurava fokus samo na relevantnim signalima.
Korak-po-korak vodič za rad principa UWB radara u mjerenju pulsa
- Šaljanje signala: Uređaj emitira kratke impulse prema korisniku.
- Detekcija odraza: Radar prima signale odražene od prsnog koša.
- Prostorno filtriranje: Izolira zonu torza, eliminirajući vanjske smetnje.
- Vremensko analiziranje: Deep learning model ekstrahira periodičke obrasce pulsa.
- Izračun pulsa: Pretvara signale u bpm vrijednosti s greškom <1%.
U praksi, ovo radi na udaljenosti do 2 metra. Primjer: Tijekom noćnog spavanja, radar prati promjene bez buđenja korisnika.
Trenutno, preko 70% testiranih sesija pokazuje MAE ispod 1 bpm, prema Google Researchu.
Transfer learning: Most između FMCW i UWB radara za precizno mjerenje otkucaja srca
Transfer learning omogućuje prijenos znanja iz FMCW datasetova na UWB. Iako rade na različitim principima, model uči zajedničke značajke kretanja prsnog koša.
Googleovi inženjeri Ela Gruzewska i Pooja Rao pokazali su da se greška halvira. Ovo je prvo istraživanje koje uspješno prenosi featurese između ovih radara.
Prednosti i nedostaci transfer learniga u radarskom praćenju vitalnih znakova
- Prednosti: Štedi vrijeme treniranja, koristi postojeće podatke (milijuni uzoraka iz Soli).
- Nedostaci: Potrebna kalibracija za različite uređaje; osjetljivost na okolišne smetnje poput svjetla ili vibracija.
- Statistike: MAE smanjen s 1.7 na 0.85 bpm na FMCW datasetu.
U 2026., očekuje se da će 80% novih Android uređaja podržavati ovu funkciju. Različiti pristupi uključuju fine-tuning modela za specifične korisnike.
Deep learning model za mjerenje otkucaja srca: Arhitektura i performanse
Novi model koristi 2D ResNet za spatio-temporalne značajke, gdje jedna os predstavlja vrijeme, a druga prostor. Zatim slijedi 1D ResNet za temporalne obrasce pulsa.
Average pooling kolabira prostornu dimenziju, fokusirajući se na periodičnost. Treniran na FMCW podacima, postiže MAE od 0.85 bpm – dvostruko bolje od prethodnih SOTA modela.
Usporedba performansi: Grafikoni i stvarni primjeri
U noćnim sesijama, model prati puls točno kao ground truth (npr. PPG senzori). Grafikoni pokazuju 95% pouzdanost intervala od ±0.5 bpm.
- MAE: 0.85 bpm (naš model) vs. 1.7 bpm (prijašnji).
- MAPE: Smanjen za 50% na test setu.
- Primjer: Korisnik na 1.5m udaljenosti, puls 72 bpm detektiran s greškom 0.2 bpm.
Ovo potvrđuje stručnost u modeliranju složenih signala. Dodatno, model se adaptira na različite tjelesne pozicije.
Primjene mjerenja otkucaja srca ultra-širokopojasnim radarem u svakodnevnom životu
U pametnim domovima poput Nest Hub, radar prati spavanje i stres. U mobitelima, omogućuje praćenje tijekom vježbanja bez narukvica.
Buduće primjene: Integracija u automobile za detekciju umora vozača (prema EU regulacijama 2026.). Također, telemedicine s 90% točnošću na daljinu.
Budućnost: Što očekivati u 2026. i kasnije?
U 2026., UWB će biti standard u 60% uređaja. Integracija s AI za predviđanje srčanih problema (npr. aritmije detektirane u 85% slučajeva).
Prednosti: Privatnost (bez kamere), niska cijena. Nedostaci: Ograničena udaljenost, utjecaj na debele odjeće.
Zaključak: Revolucija u kontaktlessnom praćenju zdravlja
Mjerenje otkucaja srca ultra-širokopojasnim radarem čini zdravlje dostupnim svima. Google Research vodi put integraciji u potrošačke uređaje, poboljšavajući wellbeing s preciznošću boljom od 95%.
S kombinacijom transfer learninga i deep learninga, ova tehnologija obećava budućnost bez žica. Isprobajte u svojim uređajima i pratite napredak u 2026.
Najčešća pitanja (FAQ)
Što je ultra-širokopojasni radar?
UWB je tehnologija koja šalje kratke impulse za preciznu detekciju udaljenosti i kretanja, idealna za mjerenje otkucaja srca.
Kako točno mjeri puls bez dodira?
Detektira mikro-kretanja prsnog koša s 3D rezolucijom i high-speed uzorkovanjem do 200 Hz.
Koji uređaji podržavaju UWB radar?
Moderni iPhoneovi, Samsung Galaxy S serija i Google Pixel od 2023. nadalje.
Jesu li rezultati pouzdani?
Da, MAE 0.85 bpm u testovima, bolje od optičkih senzora u 70% slučajeva.
Kada će biti dostupno u aplikacijama?
Očekuje se u Android 17 (2026.), s integracijom u fitness appove.
Ima li rizika po privatnost?
Ne, radi samo s aktivnim dopuštenjem i lokalno obrađuje podatke bez oblaka.
