No hay duda de que los AirPods Pro son unos de los audífonos más populares, y desde su lanzamiento en 2022, hemos visto a Apple añadirles nuevas funciones de forma constante. Algunas llegan con una actualización de software gratuita y sencilla, mientras que otras —como la cancelación de ruido mejorada, la mayor duración de batería o un estuche más difícil de extraviar— requieren pasar a la siguiente generación.
En el caso de los AirPods Pro 3, Apple ha mantenido en gran medida el diseño icónico, con la excepción de una nueva punta de auricular que combina silicona y espuma, un aspecto inspirado en los AirPods 4, un estuche ligeramente más alargado y, además, el equipo de ingeniería logró añadir un sensor adicional. Este se trata de un sensor de frecuencia cardíaca, que permite rastrear hasta 50 entrenamientos usando únicamente tus AirPods Pro 3 y un iPhone, o bien trabajar junto a un Apple Watch para obtener lecturas más precisas y estables.
Ya he hablado de mi primera experiencia con los AirPods Pro 3 —spoiler: la cancelación activa de ruido (ANC) mejorada y la mejor calidad de sonido me conquistaron—, pero aquí profundizaremos en lo que probablemente sea la innovación más interesante: el sensor de frecuencia cardíaca.
TechRadar tuvo la oportunidad de hablar con Steve Waydo, director de Sensores de Salud de Apple, y con Ron Huang, vicepresidente de Sensores y Conectividad, para conocer más a fondo este nuevo sensor: su desarrollo, cómo funciona y, sobre todo, qué significa su llegada para los AirPods Pro.
El sensor de frecuencia cardíaca en los AirPods Pro 3 no es el primer intento de Apple con esta tecnología. La compañía la introdujo por primera vez con el Apple Watch en su lanzamiento en 2015, por lo que, como explicó Waydo, “fue muy emocionante poder llevar todo lo que aprendimos durante más de una década de trabajo a un formato completamente diferente”.
Reducir una década de trabajo
El equipo de Waydo en Apple ha estado trabajando en algoritmos de detección de frecuencia cardíaca desde el Apple Watch original, y esa trayectoria de 10 años resultó clave para el desarrollo del nuevo sensor, aunque no se trata de una simple réplica.
“El sensor de frecuencia cardíaca en los AirPods Pro utiliza luz infrarroja invisible. La pulsamos hasta 256 veces por segundo, y tomamos esos datos para fusionarlos con la información de los acelerómetros integrados, lo que nos permite medir el flujo sanguíneo en tus oídos”, explicó Waydo, quien señaló que de ahí proviene la medición final de la frecuencia cardíaca.
Esto difiere del Apple Watch, que utiliza LEDs verdes. En este caso, los sensores son invisibles, y pueden funcionar con dos fuentes o con una sola, ya que los AirPods Pro 3 pueden ofrecer una lectura de frecuencia cardíaca con solo un auricular puesto o con ambos. En este último escenario, los algoritmos trabajan en tiempo real para elegir la fuente más precisa y confiable.
Respecto a los algoritmos, la base para rastrear la frecuencia cardíaca proviene del Apple Watch, pero Waydo explicó que, dado que los AirPods son mucho más pequeños, el equipo “tuvo que reducir esos algoritmos para que encajaran dentro de las limitaciones de procesamiento y memoria, de modo que pudiéramos ofrecer el mismo nivel de velocidad, eficiencia y duración de batería que nuestros usuarios realmente valoran.”
Para lograrlo, el equipo tuvo que asegurarse de que el nuevo sensor funcionara para todos. Como explicó Waydo:
“Existe una enorme variación en la geometría de las orejas que tuvimos que enfrentar, tanto a través del ajuste físico como mediante nuestros estudios, para entender si podíamos obtener señales consistentes y de calidad en todas las personas que usen estos AirPods.”
Esto supuso realizar pruebas con miles de participantes, todos ellos con formas de oreja únicas y diferentes tonos de piel, en diversos entornos y durante diferentes entrenamientos, para garantizar un buen contacto con el sensor. La clave está en el aprendizaje automático: «Se trata de un algoritmo de red neuronal que utiliza el aprendizaje automático en miles de personas que han participado en nuestros estudios de usuarios», que se remontan a los realizados para el Apple Watch.
Apple tuvo que adaptarlos para recopilar los datos de una oreja en lugar de una muñeca, por lo que tuvo que leer nuevas señales, así como «miniaturizar estos algoritmos para que funcionaran en ese entorno más limitado», explicó Waydo.
En última instancia, ahora que el producto está disponible para el consumidor, el algoritmo puede ajustarse a estas diferentes condiciones. Todo ese estudio y trabajo también ayudó a identificar el lugar correcto en los AirPods Pro 3 individuales donde debía ubicarse el sensor. El resultado es que el sensor se coloca en un lugar que, en una amplia gama de personas, proporciona un buen contacto y señales para medir eficazmente la frecuencia cardíaca.
También es todo un enigma averiguar dónde encaja físicamente el sensor de frecuencia cardíaca dentro de un producto tan pequeño: el equipo de Waydo tuvo que determinar qué tan pequeño podía ser y cuál era la orientación adecuada, lo que les llevó a realizar "muchas iteraciones de pruebas, modelados y mediciones de diferentes combinaciones de posiciones para encontrar la mejor combinación global para el producto en su conjunto".
Más allá del sensor de frecuencia cardíaca
Es mucho trabajo solo para el sensor de frecuencia cardíaca, pero Ron Huang también profundizó en los algoritmos, cómo funcionan con otro hardware y, en última instancia, cómo convierten a los AirPods en dispositivos de seguimiento físico.
Nuestro objetivo es ofrecer los 50 entrenamientos a nuestros usuarios de una sola vez, en el momento del lanzamiento.
Teniendo en cuenta que se trata de Apple, el equipo comenzó con un objetivo ambicioso: «Para los AirPods, nuestro objetivo es ofrecer a nuestros usuarios los 50 entrenamientos de una sola vez, en el momento del lanzamiento».
Esto contrasta claramente con el Apple Watch, que ha ido incorporando nuevos entrenamientos de forma constante desde su lanzamiento. Para alcanzar este nuevo objetivo, Apple creó lo que Huang describió como un «modelo de base de movimiento totalmente nuevo... que realmente captura el movimiento humano de forma holística».
Los más de 50 millones de horas de datos de entrenamiento que Apple recopiló a través de su estudio Heart and Movement Study fueron el punto de partida, y luego se adaptaron para los AirPods. Para ello, es necesario que el sensor de frecuencia cardíaca funcione junto con acelerómetros y giroscopios, que registran una amplia gama de entrenamientos. Esos sensores de los AirPods se combinan con «algoritmos adicionales para registrar los pasos, la distancia y las calorías», explicó Huang, señalando que los datos del GPS y del barómetro del iPhone completan el panorama.
Además, Huang compartió que entrenamientos como el entrenamiento funcional de fuerza y el pilates requirieron un ajuste más preciso para poder rastrear con exactitud las calorías quemadas. Además, para validar todo esto, Apple recurrió a sus laboratorios de biomecánica.
“Contamos con caminadoras altamente instrumentadas y calibradas, por lo que sabemos con precisión la distancia exacta que estás corriendo”, explicó Huang. El laboratorio también utiliza plantillas con sensores de presión para calcular exactamente cuándo se levanta o apoya un pie, así como cámaras de alta velocidad (FPS) para “rastrear y capturar el movimiento completo de la marcha” de los participantes. Estas herramientas permiten un seguimiento con precisión de milisegundos de cada impacto del talón, levantamiento de los dedos, cadencia y zancada, datos que luego se usan para entrenar un modelo de red neuronal que calcula pasos y distancia.
Para garantizar la precisión en el seguimiento de calorías, Apple decidió verificar sus resultados utilizando equipos de grado médico. “El estándar de oro para medir el gasto calórico es colocarte una máscara y medir tu consumo de oxígeno, y eso fue exactamente lo que hicimos durante estos estudios para asegurarnos de que los algoritmos de los AirPods y el iPhone fueran precisos”, explicó Huang.
Todo esto representa una gran inversión de esfuerzo, tiempo y trabajo para asegurar un alto nivel de precisión en el seguimiento de entrenamientos con los AirPods Pro 3. Huang señaló que, aunque gran parte del aprendizaje provino del Apple Watch, también fue necesario un enorme trabajo de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML) para construir estos algoritmos, resultado de la colaboración de múltiples equipos dentro de Apple.
De AirPod a iPhone
Todavía me quedaban dudas sobre algunos aspectos de los AirPods Pro 3 durante los entrenamientos, principalmente cómo se empaquetan los datos para su procesamiento. Huang explicó que, antes de este conjunto de datos adicional, Apple ya estaba transmitiendo mucha información a través del enlace Bluetooth entre los AirPods y el iPhone. Empezó como datos de movimiento para el Audio Espacial, y ahora incluye frecuencia cardíaca junto con otros datos; esencialmente, Apple está optimizando la conexión aquí.
“Los datos de movimiento del acelerómetro y el giroscopio se envían directamente desde los AirPods al iPhone a 100 muestras o 50 hertz de frecuencia. La frecuencia cardíaca se calcula a partir de las señales en bruto a valores de BPM, que también enviamos al iPhone. Los algoritmos reales de calorías se ejecutan totalmente en el teléfono”, explicó Huang.
Aun así, si llevas un Apple Watch al mismo tiempo, hay procesamiento adicional que considera la frecuencia cardíaca del reloj, así como la de los AirPods Pro 3 izquierdo y derecho. Antes de los AirPods Pro 3, si la lectura del Apple Watch tenía baja confianza, ese conjunto de datos no era visible para el usuario; quedaba un hueco. Los AirPods Pro 3 resuelven parcialmente ese problema.
Waydo explicó que estos algoritmos funcionan de manera independiente en hasta tres fuentes, y que el algoritmo “analiza todas esas fuentes y decide cuál es la más confiable, cuál tiene las mejores señales para producir la mejor respuesta posible”.
Teniendo en cuenta que podría obtener una lectura tanto de la muñeca como del oído, también tiene en cuenta otros factores que podrían afectar a la lectura. En resumen, dijo: «En cualquier situación, es muy probable que uno u otro tenga una señal muy buena».
Terminaré con algo que dijo Huang cuando le pregunté sobre la evolución de los AirPods Pro 3. Ahora incluyen monitorización de la frecuencia cardíaca, seguimiento de los entrenamientos y un conjunto de funciones para la salud auditiva, además de todo lo que se puede esperar de unos audífonos de alta gama. Entonces, ¿qué son realmente: unos audífonos estupendos, un monitor de actividad física que reproduce música, lo contrario o algo completamente diferente?
"Cada año, podemos seguir añadiendo funciones realmente interesantes para nuestros clientes. Por eso creo que los AirPods son muchas cosas para mucha gente, y cosas diferentes para cada persona".
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