Nuevo centro de investigación utilizará relojes y anillos inteligentes para la detección temprana de enfermedades

Creado por la FAPESP, la Universidad Estatal de Campinas y Samsung, el centro Viva Bem desarrollará algoritmos y tecnologías de inteligencia artificial integradas en estos dispositivos para detectar señales de la enfermedad de Parkinson y otras afecciones incluso antes de la aparición de los síntomas

Por Elton Alisson  |  Agência FAPESP – Los relojes y anillos inteligentes suelen considerarse simplemente accesorios para contar pasos, calorías o monitorear el sueño. Sin embargo, en el centro Viva Bem: inteligencia artificial para la salud y el bienestar estos dispositivos son vistos como piezas clave para el avance de la medicina preventiva. El nuevo Centro de Investigación Aplicada (CPA), fruto de una alianza entre la FAPESP, la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp) y Samsung, utilizará inteligencia artificial para convertir estos dispositivos en herramientas de diagnóstico precoz. El objetivo es detectar alteraciones biológicas sutiles y anticipar la identificación de enfermedades graves, como el Parkinson y los trastornos cardíacos, mucho antes de que aparezcan los síntomas.

“Queremos que, mediante estos dispositivos vestibles, cada vez más populares y accesibles, podamos detectar señales invisibles de enfermedades mucho antes de que los síntomas sean clínicamente evidentes”, afirmó Anderson Rocha, profesor del Instituto de Computación de la Unicamp y coordinador de Viva Bem, durante la ceremonia oficial de lanzamiento del centro, realizada el 3 de julio.

Actualmente, los smartwatches y los anillos inteligentes incorporan diversos sensores capaces de medir, entre otros parámetros, la frecuencia cardíaca, la presión arterial, la temperatura corporal, la conductividad eléctrica de la piel, la composición corporal —incluido el nivel de hidratación— y los movimientos. La propuesta de los investigadores de Viva Bem es desarrollar, en los próximos años, algoritmos y tecnologías de inteligencia artificial capaces de procesar simultáneamente toda esta información. Al combinar estos datos, será posible extraer e identificar patrones sutiles que servirán como indicadores objetivos para el monitoreo de diversas condiciones de salud.

“Ya constatamos, a través de un proyecto desarrollado anteriormente, que la ansiedad y el estrés, por ejemplo, provocan cambios en la conductividad eléctrica de la piel que pueden ser detectados por un reloj inteligente”, señaló Rocha (más información, en portugués, en: agencia.fapesp.br/58300).

En el caso de la enfermedad de Parkinson, las tecnologías de inteligencia artificial podrán analizar temblores, alteraciones en la forma de caminar (patrón de la marcha) y cambios en el sueño para identificar indicios de la enfermedad años antes del diagnóstico clínico tradicional. En el ámbito de la salud cardiovascular, la tecnología podrá funcionar como un electrocardiograma continuo, identificando arritmias, patrones anómalos de presión arterial y riesgos de infarto o accidente cerebrovascular (ACV) a partir de la variabilidad de la frecuencia cardíaca.

Además, los trastornos del sueño detectados por inteligencia artificial en los smartwatches podrán actuar como predictores de enfermedades neurodegenerativas. En las personas mayores, esta tecnología también podrá identificar con meses de anticipación el deterioro de la fuerza y de la capacidad para moverse de manera independiente, permitiendo implementar intervenciones preventivas para reducir el riesgo de caídas, ejemplificó Rocha.

“Estas condiciones representan algunas de las 11 líneas de aplicación de las investigaciones que desarrollaremos en el centro y que hemos identificado como potencialmente de gran impacto”, afirmó el investigador. “Nuestro objetivo no es sustituir al médico. Queremos indicar al usuario cuándo debe consultar a un especialista, con el fin de contribuir a una mejor calidad de vida”, concluyó.

Cada cuerpo es único

Para que los diagnósticos realizados mediante la inteligencia artificial desarrollada en Viva Bem sean confiables, se seguirán directrices rigurosas. Una de ellas consistirá en entrenar el sistema para comprender que cada cuerpo es único, abandonando el enfoque convencional, basado en el patrón promedio de la población, en favor de la variabilidad individual.

Otra directriz será la explicabilidad. El sistema no solo deberá indicar un riesgo, sino también explicar por qué llegó a esa conclusión. “Esto es fundamental para que el médico confíe en la recomendación de la IA y pueda tomar decisiones clínicas seguras”, señaló Rocha.

Las investigaciones se centrarán en el desarrollo de algoritmos y tecnologías de inteligencia artificial que puedan integrarse directamente en los dispositivos; es decir, que funcionen en el propio reloj o anillo inteligente, permitiendo un procesamiento eficiente y en tiempo real. “Los algoritmos buscarán aprender directamente de las señales en bruto, sin depender exclusivamente de etiquetas [clasificaciones] manuales constantes, para facilitar el aprendizaje continuo sobre el cuerpo humano”, explicó Rocha.

Datos sensibles

En la evaluación del investigador, una de las grandes ventajas de utilizar smartwatches en la investigación en salud es que los datos se recopilan durante la rutina cotidiana del usuario, lo que permite revelar patrones que una consulta médica puntual de 15 minutos podría pasar por alto. “A diferencia de la medicina tradicional, que muchas veces se basa en datos episódicos [obtenidos, por ejemplo, durante un chequeo anual], la inteligencia artificial permite un monitoreo las 24 horas del día, los siete días de la semana”, comparó.

Con el fin de garantizar la seguridad y la privacidad, la gestión de los datos recopilados también seguirá protocolos estrictos. Todas las recolecciones deberán realizarse con la aprobación de los comités de ética y contarán con la participación voluntaria de las personas, quienes otorgarán su consentimiento informado después de recibir explicaciones detalladas sobre el proceso.

El tratamiento de los datos y el desarrollo de los algoritmos contarán con la participación directa de especialistas de la Unicamp y de la propia Samsung, garantizando una rigurosa supervisión técnica y clínica. Samsung centrará la recolección en las señales captadas por sus propios sensores y dispositivos —como el Galaxy Watch y el Galaxy Ring— e integrará esa información en su plataforma de datos, de acuerdo con los protocolos de investigación del centro, explicó Rocha.

“Los datos de salud son lo más íntimo que existe”, subrayó el investigador. El proyecto contempla explícitamente medidas para evitar la filtración de información sensible, ya que ello podría tener graves consecuencias para los usuarios, como discriminación en procesos de selección de personal o incluso la pérdida del empleo.

Consolidación de una alianza

La creación del nuevo CPA, con una inversión inicial de 20 millones de reales, es el resultado de la evolución de un centro de innovación colaborativa mantenido por la Unicamp y Samsung durante los últimos cinco años, fruto de una colaboración en investigación consolidada desde hace más de una década, relató Rocha.

“El diálogo con Samsung comenzó hace unos 15 años. En 2020, en plena pandemia de COVID-19, empezamos a discutir una iniciativa de mayor alcance, que dio origen al hub Viva Bem. Ahora damos un paso más al convertirlo en un Centro de Investigación Aplicada, con el objetivo de fortalecer la colaboración entre la empresa, la universidad y la FAPESP para generar soluciones reales para la sociedad”, afirmó.

El CPA Viva Bem representa la primera alianza de investigación establecida por Samsung en Brasil bajo el modelo de Centro de Investigación Aplicada (CPA), que reúne a una universidad, una empresa y una fundación de apoyo a la investigación, explicó a Agência FAPESP Otávio Penatti, director de Investigación y Desarrollo en Inteligencia Artificial de la compañía en Brasil.

“Samsung ha tenido más de 50 instituciones asociadas desde el inicio de sus programas de I+D y ha desarrollado más de un centenar de proyectos con universidades, pero nuestra alianza con la Unicamp es única. La empresa está presente en Brasil desde hace casi 40 años y hoy desempeñamos un papel protagónico en el ecosistema global de investigación y desarrollo de Samsung. Tres de las cuatro principales tecnologías del nuevo smartwatch que la compañía lanzará próximamente fueron desarrolladas por nuestro equipo de I+D aquí en Brasil”, destacó.

Para Rodolfo Jardim de Azevedo, coordinador general de Tecnologías y Alianzas para la Innovación de la FAPESP, el modelo de los CPA constituye un punto de inflexión. “No existe en el mundo un financiamiento de diez años otorgado por una agencia de fomento mediante un único contrato. La FAPESP decidió implementar este modelo [en Brasil]. Firma convenios por cinco años, renovables por otros cinco, lo que permite planificar investigaciones de alto impacto, a diferencia de una investigación dispersa [en pequeños proyectos] y de corta duración”, comparó.

Bajo el modelo de CPA, la FAPESP actuará como cofinanciadora, aportando recursos que duplican la inversión realizada por la empresa, lo que permitirá planificar investigaciones estratégicas de largo plazo. Samsung, por su parte, además de aportar financiamiento, contribuirá con su visión de mercado, su experiencia en investigación aplicada y su ecosistema global de productos para acercar la ciencia a los problemas reales de la sociedad. La Unicamp, a su vez, aportará su excelencia científica mediante la participación de más de 70 investigadores de distintas unidades de la universidad, entre ellas los institutos de Computación y de Física; las facultades de Ingeniería Eléctrica y de Computación y de Educación Física; además de la Facultad de Ciencias Médicas y el Hospital de Clínicas de la Unicamp.

“El proyecto reunirá excelencia científica y formación de talento, combinando la visión de producto de Samsung con la búsqueda de soluciones reales para la sociedad que caracteriza a la universidad”, concluyó Mônica Alonso Cotta, vicerrectora de Pregrado de la Unicamp.