Код походки: нейросети Google читают биомеханику с запястья

В мире, где тело становится источником больших данных, Google делает очередной шаг к полной оцифровке человеческой биомеханики. Исследовательское подразделение техногиганта опубликовало результаты работы, которая может отправить дорогие лаборатории анализа движений на свалку истории. Теперь для глубокой диагностики здоровья достаточно иметь на руке Pixel Watch и правильную нейросеть.

Биометрия нового поколения

Традиционно анализ походки (gait analysis) был прерогативой клиник, увешанных камерами и датчиками, или требовал ношения смартфона в строго определенном месте — на поясе или бедре. Смарт-часы долгое время оставались в тени: слишком много шума, слишком сложная траектория движения руки, которая не всегда коррелирует с ногами.

Google решила эту проблему с помощью грубой силы глубокого обучения. Инженеры разработали мульти-выходную (multi-head) модель на базе временной сверточной сети (TCN). В отличие от старых алгоритмов, которые просто считали шаги или искали пиковые значения, эта архитектура работает с «сырыми» данными IMU-сенсоров (акселерометра и гироскопа) на частоте 50 Гц.

Архитектура нейро-поступи

Ключевой фишкой системы стала гибридизация данных. Модель принимает на вход не только показания датчиков, но и рост пользователя — простой скалярный параметр, который оказался критически важным для точности. В ходе абляции (тестирования с исключением параметров) выяснилось, что без знания роста нейросеть начинает «галлюцинировать» в расчетах длины шага и скорости.

Нейросеть выдает полный спектр пространственно-временных метрик:

• Скорость ходьбы (см/с).
• (когда обе ноги касаются земли).