Relógio inteligente comum passa a acompanhar movimentos do corpo inteiro sem uso de câmeras

Pesquisadores da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, conseguiram fazer um relógio inteligente comum acompanhar os movimentos do corpo inteiro em tempo real, sem câmeras e sem nenhum acessório além do próprio aparelho no pulso. O dispositivo emite ondas ultrassônicas que se refletem em braços, tronco e pernas, e um pequeno modelo de inteligência artificial interpreta esses ecos para estimar a posição de cada articulação e a forma como ela se desloca.

O sistema, batizado de EchoMotion, nasceu no SciFi Lab da universidade, sob coordenação de Cheng Zhang, e foi apresentado em outubro na conferência UbiComp, realizada em Xangai. Na demonstração, a equipe exibiu uma réplica impressa em 3D de um relógio equipada com dois alto-falantes e dois microfones. Os alto-falantes envolvem o usuário em uma esfera de ondas inaudíveis, enquanto os microfones captam os retornos produzidos pelos membros em movimento.

Como o sistema foi calibrado e testado

Para ajustar o funcionamento, dez voluntários realizaram 18 exercícios com o protótipo preso ao punho não dominante. A posição de 12 articulações, da cabeça aos tornozelos, foi comparada com os dados registrados por câmeras. Em uma segunda etapa, 15 novos participantes usaram um Samsung Galaxy Watch 6 sem qualquer modificação, aparelho que possui apenas um alto-falante e um microfone.

Os resultados indicaram erro médio inferior a 10 centímetros por articulação. Com uma calibração única de 12 minutos, esse valor caiu para cerca de 6 centímetros. O mesmo modelo funcionou em um Galaxy Watch 7 e em um Pixel Watch 3, do Google, sem necessidade de novo treinamento.

Em duas academias, cinco pessoas treinaram cercadas por outros usuários e com música de fundo a 76 decibéis. O relógio reconheceu 20 exercícios, como agachamentos, afundos e flexões, com falhas praticamente nulas, e registrou as repetições com erro médio de menos de uma por série.

Consumo de energia e privacidade

De acordo com os pesquisadores, o sistema consome cerca de 12 miliwatts, valor aproximadamente 40 vezes menor que o de uma câmera portátil. Uma sessão de 30 minutos drenou entre 5% e 6% da bateria. Como o funcionamento depende de som e não de imagem, a tecnologia dispensa câmeras no ambiente e preserva a privacidade de quem treina e de quem está por perto.

Ao testar o aparelho fora do laboratório, com dez participantes em uma sala pequena, um corredor estreito e próximo a uma rua barulhenta, a equipe constatou que nem os móveis nem o ruído comprometeram a leitura. O corredor, porém, apresentou desempenho inferior, com erro médio subindo para 7,12 centímetros, frente aos 6,41 centímetros do conjunto geral. A causa seriam os ecos refletidos por outras pessoas, situação comum em academias. Mahmud estima que, com dados de milhares de usuários, o modelo passe a interpretar movimentos mesmo em locais lotados.

Limitações e possíveis aplicações

O estudo reconhece restrições. Roupas de manga comprida prejudicam o sinal, e o usuário precisa usar peças curtas ou dobradas. Os pesquisadores também não avaliaram o funcionamento quando a pessoa caminha ou corre durante outro movimento. Nos testes, os dados eram processados em um notebook, e não no próprio relógio.

Entre os usos apontados estão o acompanhamento da reabilitação, a melhoria da realidade virtual combinada a óculos inteligentes e a orientação de técnica em modalidades como ioga, pilates e tai chi. Mahmud também vislumbra um cenário em que dispositivos vestíveis registrem a rotina completa do usuário, desde que ele aceite esse nível de monitoramento.

Miguel Palencia, ex-jogador do Real Madrid e atualmente personal trainer voltado à saúde e ao alto rendimento, avalia que o sistema pode ser útil para identificar erros grosseiros em iniciantes e para exercícios domiciliares de reabilitação. Ele considera, porém, que a ferramenta não substitui a análise presencial em treinos de rendimento, pois não mediria velocidade máxima de repetições nem desvios como o colapso dos joelhos para dentro. Também ressalta que uma postura aparentemente incorreta pode ser adequada em determinados contextos clínicos, algo que um aparelho dificilmente interpretaria.