Apple sedang mengembangkan teknologi yang dapat mengubah AirPods masa depan menjadi lebih dari sekadar headphone: perangkat yang mampu merekam dan menginterpretasikan sinyal listrik tertentu dari otak dari telinga itu sendiri. Ini bukan fiksi ilmiah langsung, tetapi merupakan rangkaian penelitian yang, dalam jangka menengah atau panjang, dapat mengubah cara kita memahami kesehatan digital.
Di balik ide ini tidak ada satu proyek tunggal, tetapi kombinasi studi ilmiah, teknik canggih kecerdasan buatan yang diterapkan pada sinyal elektroensefalografi (EEG) dan aplikasi paten terkait pengukuran biosignal dari liang telinga. Meskipun belum ada produk komersial yang diumumkan hari ini, dokumen yang diterbitkan oleh perusahaan memberikan petunjuk yang cukup jelas tentang ke mana arahnya.
Upaya Apple untuk menguraikan EEG tanpa anotasi manusia
Salah satu landasan evolusi potensial AirPods ini adalah sebuah studi di mana para peneliti Apple menyajikan sebuah metode bagi model AI untuk mempelajari struktur temporal aktivitas listrik otak tanpa bergantung pada para ahli untuk memberi label data secara manual. Pendekatan ini berfokus pada pemanfaatan rekaman EEG mentah dalam jumlah besar.
Metode yang dinamakan sebagai PARS (Pergeseran Relatif Berpasangan)Hal ini termasuk dalam kategori pembelajaran mandiri. Alih-alih menginstruksikan sistem fragmen mana yang sesuai dengan setiap tahap tidur atau kejang epilepsi, model menerima pasangan segmen sinyal EEG yang diekstraksi secara acak dan harus menebak pergeseran waktu di antara keduanya.
Dengan memaksa AI untuk memecahkan "teka-teki" posisi relatif ini, PARS membuat model secara bertahap menangkap komposisi global sinyal neuronal dari waktu ke waktumelampaui pola lokal sederhana. Dengan cara ini, representasi internal yang bermanfaat diperoleh yang kemudian dapat digunakan kembali untuk tugas-tugas klinis seperti klasifikasi tahap tidur atau deteksi kejang.
Berdasarkan hasil publikasi, transformator yang telah dilatih dengan PARS menyamai atau melampaui kinerja strategi pembelajaran mandiri lainnya dalam tiga dari empat pengujian dengan set data EEG yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa model tersebut tidak hanya "mengisi celah" dalam sinyal, tetapi juga memahami hubungan jangka panjang antara berbagai titik aktivitas otak.
Salah satu aspek yang paling menarik dari penelitian ini adalah bahwa penelitian ini mencakup catatan yang diambil dengan sistem EEG telingaArtinya, pengukuran dilakukan dari telinga, bukan dari kulit kepala. Varian ini jauh lebih tersembunyi dan nyaman, serta sangat sesuai dengan ide untuk mengintegrasikannya ke dalam perangkat seperti AirPods.
Dari laboratorium ke telinga: mengapa EEG telinga cocok dengan AirPods
Di antara kumpulan data yang digunakan untuk mengevaluasi PARS adalah EESM17 (Ear-EEG Sleep Monitoring 2017), yang mengumpulkan rekaman malam hari dengan sistem EEG telinga portabel multi-saluran, dikombinasikan dengan EEG kulit kepala tradisional. Perangkat keras jenis ini menunjukkan bahwa informasi otak yang relevan dapat diperoleh dari telinga.
EEG aurikular menggunakan elektroda yang ditempatkan di dalam atau di sekitar telinga luar. Meskipun sinyalnya agak lebih lemah dan lebih berisik daripada yang direkam langsung di kepala, sinyal-sinyal tersebut tetap terpantul secara independen. aspek yang berguna secara klinis seperti tahapan tidur atau pola-pola tertentu yang terkait dengan kejang epilepsi. Manfaat yang jelas adalah perangkat ini lebih ringkas dan jauh lebih tersembunyi.
Dalam konteks Apple, perusahaan tersebut telah menambahkan sensor kesehatan ke perangkatnya selama bertahun-tahun: EKG di Apple Watch, pengukuran oksigen darah, detak jantung canggih Dan, baru-baru ini, sensor seperti fotopletismograf (PPG) pada headphone. Langkah selanjutnya, menurut penelitian dan paten, adalah mengeksplorasi pemantauan aktivitas otak dari telinga.
Gagasan model AirPods masa depan yang menggabungkan sensor EEG tampaknya tidak terlalu mengada-ada jika Anda mempertimbangkan bahwa format yang banyak digunakanKombinasi format yang diadopsi secara luas, seperti headphone nirkabel, dengan kemampuan medis atau kesehatan baru dapat sesuai dengan strategi kesehatan digital yang telah dipromosikan Apple selama bertahun-tahun.
Di samping studi ilmiah tentang PARS, faktor-faktor lain juga telah diidentifikasi. dokumen kekayaan intelektual yang menggambarkan secara cukup konkret bagaimana sensor ini dapat diimplementasikan dalam perangkat konsumen pasar massal.
Paten yang menunjuk ke AirPods dengan sensor biosignal
Pada tahun 2023, Apple mengajukan permohonan paten untuk "Perangkat elektronik portabel untuk mengukur biosignal" dari telinga pengguna. Meskipun teksnya tidak secara eksplisit menyebutkan AirPods, ilustrasi dan deskripsinya cukup mengingatkan pada format headphone in-ear.
Paten tersebut menunjukkan bahwa aktivitas otak dapat diukur tidak hanya dengan elektroda di kulit kepala, tetapi juga dengan elektroda yang ditempatkan di dalam atau di sekitar telinga luarPilihan kedua ini menawarkan keuntungan yang jelas: sensor tidak terlalu terlihat, pengguna lebih nyaman dan mobilitasnya lebih tinggi, dibandingkan dengan sistem klinis tradisional dengan pita dan gel konduktif.
Namun, dokumen itu sendiri mengakui bahwa, untuk mencapai pengukuran yang akurat dengan perangkat EEG atrium, mungkin diperlukan sesuaikan dengan ukuran telinga setiap orang. Area seperti concha, saluran telinga, atau tragus sangat bervariasi dari satu individu ke individu lainnya, sehingga sulit bagi satu desain untuk menjamin penempatan elektroda yang optimal dalam semua kasus.
Untuk menghindari batasan ini, paten mengusulkan sistem di mana headphone akan terintegrasi lebih banyak sensor daripada yang benar-benar diperlukandidistribusikan di sekitar ujung telinga. Model AI kemudian akan mengidentifikasi, di antara semua elektroda ini, elektroda mana yang menawarkan kualitas sinyal terbaik berdasarkan metrik seperti impedansi, tingkat kebisingan, dan kualitas kontak dengan kulit.
Perangkat ini akan menggabungkan sinyal dari titik pengukuran yang berbeda, memberikan bobot yang berbeda pada setiap elektroda dan dengan demikian menghasilkan gelombang otak "menyatu" yang dioptimalkanPaten yang sama bahkan mencakup gerakan menyentuh atau menekan lubang suara untuk memulai atau menghentikan penangkapan biosignal, selain beberapa alternatif desain untuk beradaptasi dengan telinga yang berbeda.
Bagaimana sistem ini mungkin bekerja di AirPods masa depan
Menghubungkan potongan-potongan teka-teki—metode PARS, EEG telinga, dan paten—menunjukkan skenario pengoperasian yang mungkin untuk headphone dengan kemampuan membaca sinyal otak. AirPods akan mengintegrasikan elektroda dan sensor bioelektrik di selubung bagian dalam, di area yang bersentuhan dengan liang telinga dan telinga luar.
Sensor ini akan merekam variasi kecil dalam potensi listrik yang terkait dengan aktivitas saraf dan biosignal terdekat lainnya, seperti aktivitas otot atau denyut nadi volume darahChip yang terintegrasi di setiap earbud akan memproses sinyal terlebih dahulu, mengelompokkannya ke dalam beberapa zona, dan menerapkan filter dasar untuk mengurangi sebagian kebisingan. sesuaikan volume efek.
Data tersebut kemudian akan ditransmisikan secara nirkabel ke iPhone, iPad, atau Apple Watch, di mana model AI yang lebih kompleks—kemungkinan berdasarkan pendekatan serupa dengan PARS—akan menganalisis informasi tersebut. Berkat pra-pelatihan yang diawasi sendiri, sistem ini dapat mengenali pola tidur atau mendeteksi anomali tanpa memerlukan ahli saraf untuk memberi label pada setiap catatan terlebih dahulu.
Di antara potensi penggunaan yang disebutkan dalam dokumen tersebut adalah pemantauan tahap tidur, deteksi kejang atau deteksi ketidakteraturan neurologis, dan pelacakan indikator kesehatan lainnya yang berkaitan dengan sistem saraf dan sirkulasi. Aplikasi untuk [tidak jelas - kemungkinan "individu" atau "medis"] juga tidak dikesampingkan. tugas konsentrasi, keadaan waspada atau pencegahan kelelahan.
Dalam penggunaan sehari-hari, pengguna tidak perlu melakukan apa pun selain memakai headphone seperti biasa. Sistem ini dapat berjalan di latar belakang, diaktifkan secara manual dengan gestur (misalnya, Fitur Mendengarkan Langsung) atau berdasarkan jadwal—misalnya, pada malam hari—untuk merekam aktivitas dan kemudian menampilkannya laporan ringkasan tentang kualitas istirahat atau kemungkinan insiden.
Keuntungan dan keterbatasan pengukuran otak dari telinga
Pemilihan telinga sebagai titik pengukuran bukanlah suatu kebetulan. Pada tingkat praktis, sistem EEG telinga menawarkan Visibilitas sangat berkurang dibandingkan dengan headset EEG tradisional, sesuatu yang di Eropa dapat memudahkan penggunaan sehari-hari baik di lingkungan rumah tangga maupun di tempat umum tanpa menarik perhatian.
Selain itu, headphone adalah aksesori yang sudah digunakan banyak orang setiap hari, yang membuka pintu untuk pengukuran yang sering dan longitudinal Tanpa perlu janji temu dengan dokter untuk setiap perekaman. Hal ini dapat sangat bermanfaat bagi mereka yang menjalani perawatan neurologis atau yang perlu memantau tidur mereka secara teratur.
Namun, tidak semuanya keuntungan. sinyal yang lebih lemah dan lebih berisik yang terkumpul di telinga memerlukan penerapan strategi pemrosesan yang jauh lebih menantang, seperti beralih di antara mode kontrol kebisingan di AirPods AndaAktivitas sehari-hari seperti berbicara, mengunyah, atau berolahraga dapat menimbulkan artefak yang mengganggu pembacaan.
Kesesuaian earphone itu sendiri juga berperan: sedikit perubahan posisi dapat mengubah kualitas kontak kulit dan, akibatnya, akurasi pengukuran. Memecahkan masalah ini memerlukan kombinasi Desain ergonomis yang sangat hati-hati dengan algoritma kompensasi kebisingan dan kalibrasi berkelanjutan.
Dari sudut pandang klinis, kemungkinan besar, setidaknya pada fase awal, jenis perangkat ini akan diposisikan lebih dekat ke pemantauan umum dan tindak lanjut umum dari diagnosis medis formal. Di Eropa, setiap langkah menuju penggunaan obat yang diatur akan melibatkan pengawasan oleh badan-badan seperti Badan Obat Eropa (EMA) atau badan produk kesehatan nasional.
Implikasi terhadap privasi dan regulasi di Eropa
Di luar tantangan teknis, kemungkinan headphone membaca aktivitas otak membuka perdebatan penting tentang privasi, keamanan data dan regulasi, terutama relevan di Uni Eropa, di mana Peraturan Perlindungan Data Umum (GDPR) sangat ketat.
Rekaman EEG dapat mengungkapkan informasi yang sangat sensitif: pola tidur, kondisi terjaga, kemungkinan gangguan neurologis, atau bahkan, di masa depan, indikator tidak langsung dari tingkat perawatanSemua ini secara langsung termasuk dalam kategori data kesehatan, yang dilindungi GDPR secara ketat dan memerlukan dasar hukum yang jelas serta persetujuan eksplisit.
Dalam konteks ini, perusahaan seperti Apple harus memastikan enkripsi biosignal yang kuat baik saat transit maupun saat disimpan, serta mekanisme transparan agar pengguna tahu apa yang diukur, untuk tujuan apa, dan berapa lama data disimpan. Kontrol atas penghapusan dan portabilitas informasi juga menjadi kunci.
Poin sensitif lainnya adalah potensi batasan antara produk konsumen dan perangkat medis yang diregulasi. Jika AirPods dengan sensor EEG di masa mendatang dipasarkan sebagai alat untuk kesejahteraan umum—misalnya, untuk mengukur kualitas tidur—perangkat tersebut akan mengikuti jalur regulasi yang berbeda dari perangkat yang dirancang untuk diagnosis atau pengobatan penyakit, yang akan memerlukan [regulasi khusus]. penilaian klinis formal dan sertifikasi khusus.
Regulator Eropa telah menunjukkan minat pada perluasan layanan kesehatan digital dan perangkat yang dapat dikenakan. Kemajuan apa pun dalam membaca sinyal otak dari headphone kemungkinan akan memaksa meninjau dan menentukan kerangka regulasiuntuk mencegah inovasi melampaui jaminan bagi warga negara.
Keadaan perkembangan saat ini dan cakrawala waktu
Dengan semua yang telah dipublikasikan, situasi saat ini mungkin Tak satu pun di antaranya mengisyaratkan peluncuran yang akan segera terjadi. Ada tiga hal yang perlu dipertimbangkan: penelitian tentang AI yang diterapkan pada EEG, paten yang menjelaskan perangkat keras yang dirancang untuk mengukur biosinyal dari telinga, dan contoh produsen lain yang telah mengambil langkah ke arah ini. Saat ini, tidak satu pun dari hal-hal ini menyiratkan peluncuran AirPods yang dapat membaca otak dalam waktu dekat.
Studi Apple sendiri tentang PARS memperjelas bahwa penelitian dan percobaanbukan produk tertentu dalam tahap akhir. Tujuan utamanya adalah menguji apakah suatu model dapat mempelajari struktur temporal gelombang otak secara mandiri dari data yang tidak berlabel dan apakah hal ini meningkatkan kinerja pada berbagai tugas decoding.
Sementara itu, paten tahun 2023 merinci kemungkinan penerapan elektroda dan sensor di headphone, tetapi Paten tidak selalu diterjemahkan menjadi produkMereka sering kali berfungsi untuk melindungi jalur pengembangan atau menutupi ide-ide yang mungkin ditinjau kembali beberapa tahun kemudian, jika teknologinya matang dan pasar melihatnya secara positif.
Sementara itu, perusahaan seperti Aware Custom Biometric Wearables telah meluncurkan headphone yang dirancang khusus untuk menangkap aktivitas otak dan sinyal yang terhubung ke saraf vagus dan pembuluh darah di liang telinga. Contoh-contoh ini menunjukkan bahwa sektor perangkat biometrik yang dapat dikenakan bukanlah suatu keanehan yang terisolasi, melainkan suatu bidang yang sedang berkembang pesat.
Mengingat kecepatan industri yang biasa dan perlunya validasi yang ketat terhadap teknologi-teknologi ini, tampaknya AirPods dengan pembacaan EEG canggih tidak akan langsung tersedia di pasaran. Para ahli memperkirakan bahwa, jika hasil penelitian terus menunjukkan hasil yang positif, kita bisa membicarakan jangka waktu beberapa tahun atau bahkan dekade berikutnya untuk melihat solusi yang kuat dan terintegrasi dengan baik dalam produk konsumen.
jendela tersembunyi ke dalam aktivitas otak Apple sedang membangun komponen-komponen yang diperlukan untuk AirPods masa depan agar dapat melampaui audio dan berfungsi sebagai jendela tersembunyi ke dalam aktivitas otak pengguna, menggabungkan sensor in-ear, algoritma AI yang mampu belajar tanpa masukan manusia, dan lapisan perangkat lunak yang berfokus pada kesejahteraan dan kesehatan. Lompatan dari laboratorium dan paten ke kehidupan sehari-hari bagi masyarakat di Spanyol dan seluruh Eropa akan bergantung pada kematangan teknis dan respons regulator, serta sejauh mana pengguna bersedia mempercayakan data otak mereka ke perangkat yang saat ini hanya digunakan untuk mendengarkan musik.
