Smartwatche Garmin: fitness tracker i coach zdrowia

Inteligentne zegarki i opaski fitness potrzebowały dekady, aby z prymitywnych liczników kroków ewoluować do osobistych doradców sportowych. Teraz sztuczna inteligencja pozwala zbierać coraz więcej danych, oferując personalizowane porady zdrowego stylu życia. O tym opowiada Jörn Watzke, starszy dyrektor w Garmin Health. Mający swoją siedzibę w Szwajcarii amerykański Garmin dotąd sprzedał ok. 300 mln urządzeń ubieralnych i jest jednym z liderów rynku wearables.

Pamiętam czasy, gdy Garmin był znany głównie z profesjonalnych smartwatchy dla sportowców. Kiedy firma uświadomiła sobie, że zbierane na nadgarstku dane mogą nie tylko poprawić wyniki sportowe, ale także stan zdrowia i jakość życia?

Garmin wprowadził pierwszy smartwatch przeznaczony dla biegaczy, czyli Forerunner, w 2003 roku. W ciągu następnej dekady na rynek wchodziły kolejne modele oferujące ulepszone funkcje GPS, dłuższą żywotność baterii i dokładniejsze dane dotyczące spalanych kalorii. W 2014 roku swoją premierę miał vivofit – minimalistyczny tracker fitness przeznaczony dla szerokiego grona odbiorców. W tym samym roku wydzielono dział Garmin Zdrowie.

Wraz z tym Garmin zdał sobie sprawę, że analiza danych ze smartwatchy i innych rozwiązań fitness może być wykorzystywana w modelu B2B do wspierania cyfrowych rozwiązań zdrowotnych i programów wellness oferowanych przez firmy.

Kolejna dekada przyniosła znaczne ulepszenia w obszarze śledzenia stanu zdrowia, zwłaszcza za sprawą optycznego czujnika tętna, który umożliwił śledzenie snu oraz poziomu stresu. Podobne możliwości wprowadził pomiar zmienności tętna, czyli tzw. HRV.

Proszę wytłumaczyć, jak technologia zaszyta wewnątrz smartwatcha pozwala śledzić aktywność fizyczną?

Najszerszy wgląd w zdrowie dostarcza ciągłe monitorowanie tętna, umożliwiając śledzenie stresu, monitorowanie energii (Body Battery™), częstości oddechów i snu. To także baza do ilościowego określenia VO2 max, czyli pułapu tlenowego. Aby mierzyć tętno, urządzenia do noszenia Garmin posiadają czujnik optyczny PPG wbudowany w tylną część koperty zegarka. Emituje on zielone światło, które przechodzi przez skórę i odbija się od czerwonych krwinek w naczyniach krwionośnych. W ten sposób możliwy jest pomiar tętna. Podobnie mierzone jest HRV, które z kolei daje wgląd w poziom stresu, szybkość regeneracji organizmu po treningu i fazy snu.

Z kolei do nawigacji Garmin wykorzystuje odbiorniki GPS. Na ich podstawie obliczana jest pozycja 2D użytkownika, czyli szerokość i długość geograficzna, lub 3D – szerokość i długość geograficzna oraz wysokość nad poziomem morza. Warto wspomnieć, że pozycjonowanie 3D jest bardziej skomplikowane, bo wymaga większej liczby satelitów niż w przypadku 2D. Informacje GPS są używane nie tylko do określenia położenia i nawigowania, ale także do obliczania prędkości, odległości podróży, czasu do miejsca docelowego, czasu wschodu/zachodu słońca i innych parametrów.

A jak mierzone są parametry związane ze zdrowiem, na przykład jakość snu?

Obliczenia związane ze zdrowiem, takie jak wspomniana ocena snu, opierają się na danych dostępnych z czujników smartwatcha lub monitora fitness. Etapy snu – lekki, głęboki, REM i czuwanie – oraz całkowity czas snu oceniane są przy użyciu kombinacji danych dotyczących tętna, HRV i ruchu ciała. Nowsze urządzenia rejestrują dodatkowo zmianę temperatury skóry, wahania oddechu i nasycenie krwi tlenem (poprzez pulsoksymetr), dzięki czemu pomiary są jeszcze dokładniejsze.

Inteligentne zegarki coraz częściej dają użytkownikom konkretne wskazówki dotyczące odpoczynku, snu, relaksu. A to duża odpowiedzialność.

Opieramy się zawsze na wiarygodnych badaniach naukowych i zaleceniach wiodących autorytetów, tak aby wszelkie zalecenia dotyczące zdrowia lub ćwiczeń były oparte na faktach. Przykładowo, rady dotyczące faz snu są poparte raportami Narodowej Fundacji Snu (National Sleep Foundation) z siedzibą w USA. Kolejnym źródłem informacji i wskazówek jest amerykańskie Centrum Kontroli Chorób (CDC, Centers for Disease Control and Prevention). Wszystkie urządzenia i funkcje są rygorystycznie oceniane w ramach globalnego programu beta-testów, zapewniającego wysoki standard jakości przed ich publicznym udostępnieniem.

Użytkownicy kierują się zaleceniami smartwatcha tylko wtedy, gdy ufają technologii. Jak to zaufanie jest budowane?

Od czasu wprowadzenia na rynek Forerunnera w 2003 roku, strategicznie rozwijamy swoje portfolio smartwatchy i monitorów fitness, rozszerzając je o kategorie takie jak Advanced Wellness (red.: zaawansowana samoopieka i dobre samopoczucie)

Pierwszym krokiem jest dokładne zrozumienie potrzeb różnych użytkowników, poświęcenie czasu na opracowanie dokładnych czujników i technologii, rygorystyczne testowanie i walidowanie produktów przed wprowadzeniem na rynek oraz edukowanie konsumentów na temat możliwości stojących za nowymi funkcjami. Jest to długi i czasochłonny proces.

Smartwatche mogą dziś wykonywać testy, które do niedawna wymagały wizyty w gabinecie lekarskim, jak przykładowo nasycenie krwi tlenem albo funkcja EKG do wykrywania migotania przedsionków.

Rzeczywiście, tempo ewolucji technologicznej smartwatchów w kierunku zaawansowanych urządzeń do monitorowania zdrowia znacznie przyspieszyło. W ciągu kilku ostatnich lat byliśmy świadkami, jak urządzenia do noszenia przechodziły od prostych opasek fitness do urządzeń z funkcjami medycznymi, jak ocena ryzyka bezdechu sennego, wykrywanie arytmii serca i wspomaganie zdrowia kobiet.

Urządzenia ubieralne dostarczają dane zdrowotne w czasie rzeczywistym, które mogą być cenne zarówno dla poprawy dobrego samopoczucia, jak i w medycynie. A to prowadzi do coraz większego zainteresowania świadczeniodawców opieki zdrowotnej integracją tych informacji, aby lepiej zrozumieć zdrowie pacjentów.

Jesteśmy dopiero na początku tego, do czego te urządzenia będą zdolne w najbliższej przyszłości.

Jak AI wpływa na funkcje i możliwości smartwatchy? Czy aby mierzyć więcej parametrów zdrowia potrzebujemy nowych czujników, czy po prostu dobrych algorytmów mogących obliczać nowe parametry na podstawie istniejących danych?

Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe mają niezwykłą umiejętność analizowania dużych ilości danych i identyfikowania wcześniej nierozpoznanych lub niezbadanych przez naukowców korelacji.

Warto tutaj zaznaczyć, że nie każda korelacja oznacza od razu występowanie związku przyczynowego – każde zależności w danych muszą zostać zweryfikowane, zanim zostaną uznane za przydatne dla konsumentów.

Celem nie jest dodawanie większej liczby czujników lub lepszych algorytmów, ale raczej skrupulatna analiza wniosków wyciąganych przez AI. Priorytetem jest bowiem ochrona użytkownika końcowego przed niezamierzoną dezinformacją, która może wystąpić w przypadku niektórych modeli AI. Dlatego zanim przygotujemy nowe biomarkery, najważniejsza jest personalizacja informacji zwrotnych, aby mogły one być wykorzystywane przez konsumentów do podejmowania decyzji.

Jakiego kolejnego czujnika możemy spodziewać się w smartwatchach?

Analiza krwi z wykorzystaniem nieinwazyjnych czujników byłaby interesującym rozwiązaniem. Na razie jednak nie mamy takiej technologii.

A jakie są trzy najczęściej śledzone przez użytkowników parametry?

Jeśli chodzi o rodzaj aktywności fizycznej, to w czołówce jest bieganie, jazda na rowerze i piesze wędrówki. Z kolei w przypadku pasywnego śledzenia – czyli gdy użytkownik nie musi włączać opcji monitoringu, tylko działa ona cały czas w tle – są to kroki, tętno i sen.

Pasywne śledzenie danych jest szczególnie ważne, bo dzięki niemu wszyscy użytkownicy smartwatchy otrzymują wgląd do ogólnych danych zdrowotnych, które następnie mogą wykorzystać do wprowadzenia zmian behawioralnych.

Biorąc pod uwagę rosnące moce analityczne smartwatchy można się spodziewać, że w niedalekiej przyszłości większość danych zdrowotnych wykorzystywanych przez lekarzy będzie pochodzić bezpośrednio z nadgarstka, a nie z laboratoriów…

Medycyna, jako branża, często jest bardzo powolna. Widać to na przykładzie wieloletniego wdrażania elektronicznej dokumentacji medycznej. Wierzę jednak, że coraz więcej lekarzy będzie chciało wykorzystywać dane z urządzeń do noszenia, aby wspierać opieką nad pacjentem.

Zalety nowego źródła danych, jakim jest pacjent, i możliwości zdalnego monitorowania zdrowia są zbyt duże, by je ignorować. Przedwczesne jest jednak twierdzenie, że „większość” lekarzy przyjmie ten nowy sposób opieki nad pacjentem w najbliższej przyszłości. Punkt zwrotny nastąpi, gdy studenci medycyny zaczną uczyć się najlepszych praktyk związanych z integracją danych do noszenia w procesie leczenia.

Dane mogą ze smartwatchy mogą też być wykorzystywane w badaniach naukowych.

Tak, nasze urządzenia były do tej pory stosowane w ponad 1000 badaniach naukowych. W tym celu instytucje naukowe mogą korzystać z bezpłatnego interfejsu API Garmin Health i szerokiego portfolio produktów w różnych przedziałach cenowych. Oto kilka przykładów badań, w których uczestniczyliśmy:

• W badaniu przeprowadzonym przez Kyushu Institute of Technology (Japonia) wykorzystano trackery fitness Garmin do zbierania danych, takich jak czas trwania snu i liczba kroków, od pacjentów z chorobą Parkinsona w celu znalezienia wzorców związanych z „zużyciem” ich leków. Okazało się, że zmiany snu i aktywności mogą pomóc przewidzieć, kiedy objawy powrócą, co z kolei pozwala lepiej dopasować opiekę.

• Czterotygodniowe badanie z Uniwersytetem Maastricht (Holandia) z wykorzystaniem Forerunner’a i HRM-Dua wykazało, że muzyka w tempie o 7,5–10% szybszym niż kadencja wyjściowa (red.: liczba kroków stawianych przez biegacza w ciągu jednej minuty) zwiększyła kadencję biegu bez wpływu na prędkość lub tętno, pokazując, że muzyka może poprawić formę i zmniejszyć ryzyko kontuzji bez dodatkowego wysiłku.

• W badaniu przeprowadzonym przez University of Calgary (Kanada) śledzono aktywność fizyczną u osób z ostrą białaczką poddawanych przeszczepom komórek macierzystych. Celem było zmierzenie ich aktywności na różnych etapach leczenia. Dane posłużyły do określenia spersonalizowanego programu ćwiczeń wspierającego powrót do zdrowia i jakości życia.

• Badanie przeprowadzone przez Universidad de Guayaquil (Ekwador) polegało na integracji smartwatcha Garmin z aplikacją mobilną i systemem internetowym, aby pomóc pacjentom i lekarzom monitorować nadciśnienie tętnicze w czasie rzeczywistym. Celem było wspomożenie pacjentów w przestrzeganiu planów leczenia, z kolei lekarze mogli śledzić parametry życiowe chorych i w ten sposób lepiej się nimi zaopiekować.

Jakich czujników brakuje obecnie smartwatchom, aby poszerzyć zakres monitorowanych danych?

Nieinwazyjne czujniki, które mogą dostarczyć wcześniej niedostępnych danych biometrycznych, byłyby cennym dodatkiem do każdego smartwatcha. W szczególności monitorowanie poziomu glukozy ma szerokie zastosowanie w zarządzaniu cukrzycą, zdrowiu metabolicznym i ogólnej kondycji.

Dużo mówi się o agentach AI, czyli personalizowanych doradcach. Czy tacy agenci AI pojawią się wkrótce w smartwatchach?

W kwietniu Garmin zaprezentował Connect+, który oferuje nową funkcję AI – Active Intelligence. Nasz model sztucznej inteligencji został przeszkolony na ponad 8 bilionach tokenów danych tekstowych. Z Active Intelligence użytkownicy otrzymują spersonalizowane informacje na temat ostatnich aktywności lub trendów zdrowotnych. Chociaż model nie daje rekomendacji, informacje pozwalają użytkownikom podejmować bardziej świadome decyzje dotyczące ich zdrowia i kondycji.

Sztuczną inteligencję wdraża też wielu partnerów biznesowych Garmin bezpośrednio w swoich cyfrowych rozwiązaniach zdrowotnych. Na przykład Uptivo, dostawca technologii dla siłowni, zaprezentował ostatnio NATE – chatbota AI analizującego dane zbierane przez smartwatch i odpowiadającego na pytania dotyczące snu, kondycji fizycznej oraz podającego personalizowane zalecenia. Można z całą pewnością założyć, że trend ten będzie kontynuowany w obszarach fitness, wellness i zdrowia.

A co z analityką predykcyjną?

Smartwatche Garmin zawierają już kilka analiz predykcyjnych w obszarze fitness. Najbardziej znaną funkcją jest Race Predictor, która szacuje, jak można osiągnąć pożądane wyniki na różnych dystansach biegowych. Bierze ona pod uwagę ostatni bieg, obciążenie treningowe i VO2 max.

Z kolei wiele zegarków fitness ma funkcję Recovery Time, która oblicza i przewiduje, jak długo należy odpoczywać po aktywności. Po stronie śledzenia zdrowia, Sleep Coach podaje zalecenia dotyczące ilości snu potrzebnego danego dnia w oparciu o sen z poprzedniej nocy.

Wraz z rozwojem Active Intelligence, liczba dostępnych analiz predykcyjnych będzie rosła. Trzeba jednak zaznaczyć, że wszelkiego rodzaju rekomendacje dodajemy bardzo ostrożnie i dopiero po etapie rygorystycznej weryfikacji pod względem dokładności i bezpieczeństwa.

Jaka będzie rola inteligentnych zegarków za 10 lat?

Na pewno nastąpi znaczny wzrost specjalistycznych rozwiązań w zakresie opieki, a nacisk zostanie położony na zapobieganie chorobom. Centralnym elementem śledzenia będzie zdrowie metaboliczne, a zbieranie i przetwarzanie danych z urządzeń do noszenia będzie standardem w dbaniu o zdrowie albo dla jego poprawy.

Smartwatche w jeszcze większym stopniu staną się całodziennymi towarzyszami zdrowia, bez względu na to, czy ktoś uprawia sport, prowadzi siedzący tryb życia, albo zmaga się z przewlekłą chorobą. Coraz więcej danych będzie można przekuć na coraz lepsze wskazówki dotyczące zdrowego trybu życia i szeroko rozumianego wellness. I w końcu możemy spodziewać się integracji danych biometrycznych z urządzeń do noszenia z danymi gromadzonymi w systemie opieki zdrowotnej. To będzie rewolucja.

Czytaj także: Czy VO2 max naprawdę jest miernikiem długowieczności?