Günlük yaşamda her an yanımızda olan Wi-Fi teknolojisi, artık sadece internet bağlantısı sağlamakla kalmayabilir. Santa Cruz California Üniversitesi (UCSC) bünyesinde geliştirilen yeni bir sistem, ev ya da ofislerdeki kablosuz ağları birer sağlık takip aracına dönüştürüyor. Giyilebilir cihazlara ihtiyaç duymadan, yalnızca Wi-Fi sinyallerini kullanarak kalp atış hızını doğru şekilde ölçebilen bu teknoloji, sağlık izleme sistemlerinde devrim yaratabilir.
Sistemin arkasındaki ekipte Bilgisayar Mühendisliği profesörü Chen-Nee Chuah, doktora öğrencisi Hamid Reza Karimi ve araştırmacı Ramesh Bharadwaj, yalnızca Wi-Fi sinyallerini kullanarak temassız, düşük maliyetli ve klinik düzeyde hassasiyete sahip bir nabız ölçme sistemi geliştirdi. “Pulse-Fi” adı verilen bu sistem, herhangi bir giyilebilir cihaza gerek kalmadan çalışıyor ve sıradan bir ev ağındaki Wi-Fi cihazlarıyla kullanılabiliyor.
Wi-Fi ile Nabız Ölçümü Gerçek Oldu: Pulse-Fi
Pulse-Fi’nin arkasındaki araştırma ekibi, Wi-Fi sinyallerinin vücutla temas etmese bile kalbin atışlarıyla mikroskobik seviyede etkilenebildiğini fark etti. İnsan bedeni, çevresinde dolaşan sinyalleri kısmen emer ve dalga formunda ölçülebilir değişikliklere neden olur.
Geliştirilen sistem bu sinyal varyasyonlarını analiz edebilen bir yapay zekâ algoritmasıyla çalışıyor. Algoritma, çevresel hareketlerden kaynaklı sinyal gürültüsünü ayıklıyor ve yalnızca kalp atış hızına dair değişimleri yakalıyor. Bu da sistemin birkaç saniyelik ölçümle oldukça hassas sonuçlar verebilmesini sağlıyor.
Katia Obraczka liderliğindeki araştırma ekibi, Wi-Fi sinyallerindeki “gürültüyü” filtrelemek için özel bir yapay zekâ algoritması eğitmiş. Yani sistem, odada başka şeyler hareket etse bile sadece kalp atış hızına odaklanabiliyor.
Cep Harçlığı Seviyesindeki Maliyet ile Nabız Ölçmede Klinik Düzeyde Doğruluk
Sistem yalnızca 5 saniyelik bir ölçüm süresinde ±0.5 bpm (dakika başına atım) hata payı ile çalışabiliyor. Bu da onu, hastane tipi tıbbi cihazlarla karşılaştırılabilir hale getiriyor. Ayrıca ölçüm süresi uzadıkça sistemin doğruluk oranı da artıyor. Araştırmalar sırasında 118 gönüllü üzerinde deneyler gerçekleştirildi ve katılımcılar, yürümek, uzanmak, oturmak ve ayakta durmak gibi toplamda 17 farklı vücut pozisyonunda test edildi. Üstelik bu testler sırasında kişiler ölçüm cihazlarından yaklaşık 3 metre, yani 10 feet uzaklıktaydı. Tüm bu farklı koşullara rağmen sistem, tutarlı ve güvenilir şekilde çalıştı.
Daha da ilginci, sistemin çalışması için ihtiyacınız olan donanım şaşırtıcı derecede basit ve ucuz:
- ESP32 Wi-Fi çipi
- Alternatif olarak Raspberry Pi
Araştırmalara göre Raspberry Pi ile yapılan testlerde daha iyi sonuçlar elde edildi. İleri düzey ticari Wi-Fi cihazlarıyla doğruluğun daha da artabileceği belirtiliyor.
Veri Yoksa Üret: Kendi Nabız Veritabanlarını Oluşturdular
Proje sırasında karşılaşılan en büyük sorunlardan biri, bu tür bir Wi-Fi temelli nabız verisinin daha önce hiç toplanmamış olmasıydı. Bu yüzden ekip, ESP32 ile Wi-Fi sinyallerini topladı ve standart bir oksimetreyle alınan gerçek nabız verilerini eşleştirerek özel bir veri seti oluşturdu. Bu verilerle makine öğrenimi algoritmaları eğitildi ve sistem günümüzdeki doğruluk seviyesine ulaştı.
Ayrıca ekip, Brezilya’da geliştirilen ve Raspberry Pi kullanılarak oluşturulan daha büyük bir veri setiyle de sistemi test etti. Sonuçlar benzer doğruluk seviyelerini gösterdi.
Sadece Nabız Ölçümüyle Sınırlı Değil: Solunum Takibi de Geliyor
Pulse-Fi yalnızca nabız ölçme teknolojisi olarak kalmayacak gibi görünüyor. Ekip, aynı sistemin solunum hızını da tespit edebileceğini belirtiyor. Bu özellikle uyku apnesi gibi sağlık sorunlarının uzaktan ve temassız şekilde izlenebilmesi açısından büyük önem taşıyor. Henüz yayınlanmamış sonuçlar, bu konuda da umut verici gelişmelere işaret ediyor.
Robotistan Yorumu: Sinyal Varsa Ölçüm de Var!
Bugün evimizdeki yönlendiriciye sadece internet bağlantısı için ihtiyaç duyuyoruz, ancak çok yakın bir gelecekte bu cihazlar sağlık takibi gibi kritik görevlerde kullanılabilir hale gelebilir. Pulse-Fi, nabız ölçme teknolojisini Wi-Fi gibi gündelik bir iletişim altyapısıyla yeniden tanımlıyor.
Düşük maliyet, temassız ölçüm, yüksek doğruluk ve gizliliğe duyarlı çalışma prensibi ile bu sistem gelişmiş sağlık teknolojileriyle birlikte, daha erişilebilir ve ev içi kullanım odaklı çözümlere de kapı aralıyor. Gelişmekte olan bölgelerde sağlık hizmetlerine erişimi kolaylaştırabilecek bu yaklaşım, aynı zamanda yaşlı bakımı, akıllı ev sistemleri ve hasta izleme uygulamalarında da büyük potansiyel taşıyor.
