Elton Alisson | Agência FAPESP – Os relógios e anéis inteligentes costumam ser vistos apenas como acessórios para contar passos, calorias ou monitorar o sono, mas no Viva Bem: inteligência artificial para saúde e bem-estar eles são considerados peças-chave para o avanço da medicina preventiva. O novo Centro de Pesquisa Aplicada (CPA), fruto de uma parceria entre FAPESP, Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e Samsung, vai usar inteligência artificial para transformar esses dispositivos em ferramentas de diagnóstico precoce. A meta é rastrear alterações biológicas sutis e antecipar a identificação de condições graves, como a doença de Parkinson e distúrbios cardíacos, muito antes de os sintomas se manifestarem.

“Queremos, por meio desses dispositivos vestíveis cada vez mais populares e acessíveis, enxergar sinais invisíveis de doenças muito antes que os sintomas se tornem clinicamente evidentes”, disse Anderson Rocha, professor do Instituto de Computação da Unicamp e coordenador do Viva Bem, durante a cerimônia de lançamento oficial do centro realizada na sexta-feira (03/07).

Atualmente, os smartwatches e smart rings possuem uma série de sensores capazes de medir, entre outras coisas, a frequência cardíaca, a pressão arterial, a temperatura, a condutividade elétrica da pele, a composição corporal, incluindo o nível de hidratação, e os movimentos. A proposta dos pesquisadores do Viva Bem é empregar, nos próximos anos, algoritmos e tecnologias de IA capazes de processar todos esses dados simultaneamente. Ao combiná-los, será possível extrair e identificar padrões sutis, que servirão como medidas objetivas para o monitoramento de diversas condições de saúde.

“Já constatamos, por meio de um projeto desenvolvido anteriormente, que a ansiedade e o estresse, por exemplo, causam mudanças na condutividade elétrica da pele detectáveis por um relógio inteligente”, disse Rocha (leia mais em: agencia.fapesp.br/58300).

No caso do Parkinson, tecnologias de IA podem analisar tremores e alterações na forma de andar (padrão da marcha) e de sono para identificar indícios anos antes do diagnóstico clínico tradicional. Já na saúde cardiovascular, a tecnologia poderá atuar como um eletrocardiograma contínuo, identificando arritmias, padrões anômalos de pressão e riscos de infarto ou acidente vascular cerebral (AVC) a partir da variabilidade cardíaca.

Além disso, distúrbios no sono detectados por IA em smartwatches podem atuar como preditores de doenças neurodegenerativas. Em idosos, a tecnologia poderá identificar o declínio na força e na independência de movimento com meses de antecedência, permitindo intervenções preventivas contra quedas, exemplificou Rocha.

“Essas condições representam algumas das 11 frentes de aplicações das pesquisas que desenvolveremos no centro e que identificamos como potencialmente de grande impacto”, afirmou o pesquisador. “Nosso objetivo não é substituir o médico. Queremos apontar para o usuário quando ele deve procurar um especialista, de modo a garantir uma melhor qualidade de vida”, ponderou.

“Queremos, por meio desses dispositivos vestíveis cada vez mais populares e acessíveis, enxergar sinais invisíveis de doenças”, disse Anderson Rocha, professor do Instituto de Computação da Unicamp e coordenador do Viva Bem (foto: Rogério Augusto Bordini)

Corpo único

Para que os diagnósticos feitos por meio da IA desenvolvida no Viva Bem sejam confiáveis, serão seguidas diretrizes rígidas. Uma delas será treinar o sistema para compreender que cada corpo é único, abandonando a abordagem convencional, que avalia apenas o padrão médio das pessoas, em favor da variabilidade individual.

Outra diretriz é a da explicabilidade. O sistema precisará não apenas indicar um risco, mas deverá explicar por que chegou àquela conclusão. “Isso é fundamental para que o médico confie na sugestão da IA e tome decisões clínicas seguras”, avaliou Rocha.

O foco das pesquisas será o desenvolvimento de algoritmos e tecnologias de IA que sejam embarcáveis; ou seja, que rodem diretamente no relógio ou anel inteligente, visando permitir um processamento eficiente e em tempo real. “Os algoritmos buscarão aprender diretamente com os sinais brutos, sem depender exclusivamente de rótulos [classificações] manuais constantes, para facilitar o aprendizado contínuo sobre o corpo humano”, afirmou Rocha.

Dados sensíveis

Na avaliação do pesquisador, uma das grandes vantagens do uso de smartwatches para a realização de pesquisa em saúde é que os dados são coletados durante a rotina normal do usuário, revelando padrões que uma consulta médica pontual de 15 minutos poderia não detectar. “Diferentemente da medicina tradicional, que muitas vezes é baseada em dados episódicos [obtidos durante um check-up anual, por exemplo], a IA permite o monitoramento 24 horas por dia, sete dias por semana”, comparou.

A fim de garantir a segurança e a privacidade, a gestão dos dados coletados também seguirá diretrizes rigorosas. Todas as coletas deverão ser realizadas estritamente com a aprovação de comitês de ética, contando com a participação voluntária das pessoas, que darão consentimento após receberem explicações detalhadas sobre o processo.

O tratamento dos dados e o desenvolvimento dos algoritmos envolverão a participação direta de especialistas da Unicamp e da própria Samsung, garantindo uma curadoria técnica e clínica rigorosa. A Samsung focará a coleta nos sinais captados pelos seus próprios sensores e dispositivos (como o Galaxy Watch e o Galaxy Ring) e integrará essas informações à sua plataforma de dados, dentro dos protocolos de pesquisa do centro, explicou Rocha.

“Dado de saúde é a coisa mais íntima que existe”, ressaltou o pesquisador. Existe uma preocupação explícita no projeto em evitar o vazamento de dados sensíveis, o que poderia gerar consequências graves para o usuário, como discriminação em processos seletivos ou perda de emprego.

Amadurecimento da relação

A iniciativa de criação do novo CPA, com investimento inicial de R$ 20 milhões, é um desdobramento de um hub de inovação colaborativa mantido pela Unicamp e pela Samsung nos últimos cinco anos, resultado de uma colaboração em pesquisa consolidada há mais de uma década, contou Rocha.

“O início da conversa com a Samsung se deu há cerca de 15 anos. Em 2020, em plena pandemia de COVID-19, discutimos uma ideia maior, que culminou no hub Viva Bem. Agora, elevamos o patamar para um Centro de Pesquisa Aplicada, com o objetivo de aumentar a capacidade de colaboração entre empresa, universidade e FAPESP, para trazer soluções reais à sociedade”, disse.

O CPA Viva Bem representa a primeira parceria em pesquisa estabelecida pela Samsung no Brasil no modelo de CPA, que envolve universidade, empresa e fundação de amparo à pesquisa, disse à Agência FAPESP Otávio Penatti, diretor de pesquisa e desenvolvimento em inteligência artificial da empresa no Brasil.

Pelo modelo de CPA, a FAPESP atuará como cofinanciadora, aportando recursos que dobram o investimento feito pela Samsung (foto: Rogério Augusto Bordini)

“A Samsung tem mais de 50 parceiros universitários e mais de cem projetos de pesquisa colaborativa no Brasil, mas aqui na Unicamp temos uma parceria singular. A empresa está no Brasil há quase 40 anos e hoje desempenhamos um papel de protagonismo no ecossistema de pesquisa e desenvolvimento global da Samsung. Três das quatro tecnologias principais do novo smartwatch que a empresa lançará em breve foram desenvolvidas pelo nosso time de P&D aqui no Brasil”, afirmou.

Para Rodolfo Jardim de Azevedo, coordenador-geral de Tecnologias e Parcerias em Inovação da FAPESP, o modelo do CPA é um divisor de águas. “Não existe financiamento de dez anos no mundo por uma agência de fomento em um único contrato. A FAPESP decidiu trazer isso [para o Brasil]. Ela assina cinco anos, renováveis por mais cinco, permitindo um planejamento de alto impacto, diferentemente de uma pesquisa espalhada [em pequenos projetos] de curta duração”, comparou.

Pelo modelo de CPA, a FAPESP atuará como cofinanciadora, aportando recursos que dobram o investimento feito pela empresa, permitindo o planejamento de pesquisas estratégicas de longo prazo. Por sua vez, a Samsung, além do aporte financeiro, trará a visão de mercado, experiência em pesquisa aplicada e seu ecossistema global de produtos para aproximar a ciência dos problemas reais da sociedade. Já a Unicamp fornecerá a excelência científica por meio da participação de mais de 70 pesquisadores de diferentes unidades da universidade – como os institutos de Computação e de Física, as faculdades de Engenharia Elétrica e de Computação e de Educação Física, além da Faculdade de Ciências Médicas e do Hospital de Clínicas da Unicamp.

“O projeto reunirá excelência científica e formação de talentos, unindo a visão de produto da Samsung à necessidade de soluções reais para a sociedade que a universidade busca entregar”, avaliou Mônica Alonso Cotta, pró-reitora de graduação da Unicamp.