Google misura i battiti cardiaci con la fotocamera frontale dello smartphone

Monitorare la frequenza cardiaca direttamente dallo smartphone, senza indossare nulla al polso, potrebbe non essere più fantascienza. Google ci sta lavorando e ha appena tirato fuori una ricerca che apre scenari piuttosto interessanti: usare la fotocamera frontale del telefono per tenere d’occhio il cuore. Dopo anni passati a investire nel settore della salute con Fitbit e Pixel Watch, l’azienda di Mountain View prova a fare un passo ulteriore, portando questo tipo di controllo potenzialmente a miliardi di persone che uno smartwatch non lo hanno e magari non lo vogliono nemmeno comprare.

Il progetto si chiama Passive Heart Rate Monitoring, abbreviato in PHRM, ed è un sistema sperimentale che sfrutta la fotocamera anteriore insieme a modelli di intelligenza artificiale eseguiti direttamente sul dispositivo. L’obiettivo è stimare sia la frequenza cardiaca istantanea sia quella a riposo mentre l’utente usa il telefono come farebbe normalmente, senza fare nulla di particolare.

Come funziona il monitoraggio passivo

L’idea di fondo è semplice almeno a parole: prendere un oggetto che ormai hanno praticamente tutti e usarlo per raccogliere informazioni sullo stato cardiovascolare. Secondo Google sono circa cinque miliardi le persone che oggi maneggiano uno smartphone con sensori avanzati e fotocamere sempre più raffinate. Se questi dispositivi riuscissero a misurare i parametri vitali con una precisione vicina a quella dei wearable, il controllo della salute diventerebbe molto più diffuso.

Il sistema PHRM

registra brevi video del volto subito dopo lo sblocco con il riconoscimento facciale. Parliamo di clip che durano circa otto secondi, poi elaborate da una rete neurale sviluppata da Google Research. La tecnica si chiama fotopletismografia remota, o rPPG, e rileva le piccolissime variazioni di colore della pelle provocate dal sangue che scorre nei vasi. Cambiamenti che l’occhio umano non coglie, ma che le fotocamere moderne sì, e che i modelli di machine learning sanno interpretare. Nel corso della giornata il telefono raccoglierebbe così tante misurazioni, costruendo poi una stima della frequenza cardiaca a riposo, uno degli indicatori più importanti per capire come sta il cuore.

Risultati promettenti, ma con qualche nodo da sciogliere

I numeri messi sul tavolo da Google fanno una certa impressione. Per sviluppare e validare il sistema l’azienda ha portato avanti uno degli studi più grandi mai realizzati nel campo della rPPG: oltre 350.000 videoclip raccolti da quasi 700 volontari, con tonalità della pelle differenti e condizioni di utilizzo molto varie. Quest’ultimo dettaglio non è banale, perché le tecnologie ottiche tendono a sbagliare di più sulle persone con pelle più scura.

Nei test, sia in laboratorio sia in situazioni reali, il sistema ha registrato un errore medio inferiore al 10%, dentro gli standard richiesti dal settore. Ancora più curioso il dato sulla frequenza a riposo: le stime si discostano in media di meno di cinque battiti al minuto rispetto a un Fitbit Charge 6, una precisione che Google considera paragonabile a quella dei dispositivi da polso. In un’altra prova, oltre 230 partecipanti hanno usato i loro smartphone per otto giorni di fila, indossando anche una fascia ECG e un Fitbit Charge 6 come riferimento. Pure lì, tra luce ballerina, movimenti della testa e chiacchiere, i risultati hanno tenuto.

Quali sono i limiti?

Restano però alcuni ostacoli. Il segnale ottico è più difficile da rilevare in modo costante sulle persone con pelle più scura: le misure sono accurate, ma il tasso di acquisizione resta più basso. Anche muovere la testa, parlare o trovarsi sotto una certa luce possono guastare la lettura, e Google sta già studiando come stabilizzare i video e ottimizzare l’esposizione.

Capitolo privacy: durante lo studio tutti hanno dato un consenso esplicito e i dati sono passati per sistemi protetti e crittografati. In un’eventuale versione commerciale, gran parte dell’elaborazione potrebbe avvenire sul dispositivo stesso, riducendo il bisogno di spedire dati sensibili altrove.

Per ora PHRM resta solo un progetto di ricerca: nessuna indicazione su un debutto dentro Android, Pixel o Fitbit. Gli utenti dovranno pazientare prima di capire se tutto questo diventerà una funzione vera, ma i numeri pubblicati segnano uno dei tentativi più riusciti degli ultimi anni di spingere fotocamere e intelligenza artificiale ben oltre la semplice fotografia.