Drive Sentinelfundamentos · v0.1

Detectar que te duermes al volante, sin poder pedirte que te duermas para probarlo.

Drive Sentinel combina dos señales complementarias — la fisiología en la muñeca y los ojos en la cámara — calibradas contra electrocardiogramas reales con fases de sueño etiquetadas por especialistas. Esta página documenta qué medimos, cómo lo validamos y qué no afirmamos.

Validación PhysioNet · slpdb Episodios 14 Paridad modelo <5×10⁻⁷ Procesamiento en dispositivo
§ 01 — El problema

La somnolencia tiene firma fisiológica antes del microsueño

Quedarse dormido no es instantáneo. En los minutos previos, el sistema nervioso autónomo se desplaza hacia el dominio parasimpático: el pulso baja, la variabilidad cardíaca sube y el cuerpo se aquieta. Esa transición ya es medible con los sensores que llevas en la muñeca; el problema es leerla a tiempo sin disparar una alarma cada vez que simplemente te relajas al volante.

Drive Sentinel trata la muñeca como un sensor barato y sensible, siempre encendido, y la cámara como un verificador caro y preciso que solo se activa cuando la muñeca ya sospecha algo. Cada señal, usada sola, comete demasiados errores para servir de alerta de seguridad; combinadas, se corrigen entre sí.

§ 02 — Arquitectura

Dos etapas: la muñeca sospecha, la cámara confirma

Es el mismo principio que usan los sistemas profesionales de monitorización de conductor. La primera etapa (muñeca) corre siempre y es la única imprescindible; la segunda (cámara) es opcional y solo se enciende cuando hay motivo, lo que además protege batería y privacidad. Drive Sentinel funciona solo con el reloj si prefieres no activar la cámara — con menos precisión de confirmación, pero sin cámara en absoluto.

Etapa 1 · siempre activa · requerida

Apple Watch

Analiza pulso, variabilidad cardíaca, tendencia y quietud de muñeca frente a tu propia línea base.

Etapa 2 · bajo demanda · opcional

Cámara del iPhone

Solo si activaste la confirmación por cámara y hay sospecha, comprueba tus ojos (cierre y PERCLOS) y confirma o descarta antes de alertar.

Nota de diseño

La validación de la sección 05 mide el techo de discriminación de la muñeca en solitario: ~0.72 AUC. Ese número es un dato de entrada al diseño, no una sorpresa posterior. Calibramos la muñeca para no perderse ningún adormecimiento y dejamos que la precisión final corra a cargo de la cámara.

§ 03 — Señales

Qué mide la muñeca, y por qué

Cuatro señales, cada una un indicador independiente del desplazamiento autonómico hacia el sueño. Se combinan con pesos calibrados en una puntuación 0–1, suavizada y con histéresis para que no parpadee.

Caída de pulso

El ritmo cardíaco desciende respecto a tu base al relajarse el cuerpo. Es la señal más fuerte, y la única que el Apple Watch entrega de forma fiable en tiempo real.

peso 0.45 · AUC individual 0.67

Variabilidad cardíaca ↑

La HRV (RMSSD) sube al aumentar el tono vagal. Rinde su máximo solo si se filtran antes los latidos mal detectados (hallazgo 1).

peso 0.35 · AUC individual 0.70*

Tendencia descendente

La pendiente sostenida del pulso a la baja distingue un adormecimiento gradual de una variación puntual.

peso 0.10

Quietud de muñeca

El acelerómetro detecta que el brazo se queda inusualmente quieto: una señal independiente del corazón, útil cuando la cardíaca es ambigua.

peso 0.15

* con filtrado de artefactos. La puntuación resultante se muestra al conductor con un código de color:

DESPIERTO
LEVE
AVISO
CRÍTICO
§ 04 — Validación

Cómo se prueba sin pruebas peligrosas

No se puede pedir a alguien que se duerma conduciendo para medir el acierto. La alternativa: reproducir fisiología real ya grabada y etiquetada. Usamos la base MIT-BIH Polysomnographic (slpdb) de PhysioNet, con ECG y fases de sueño marcadas por especialistas de sueño. La transición despierto → fase 1 → sueño comparte la misma firma autonómica que el adormecimiento al volante.

El banco de pruebas extrae de cada registro los intervalos entre latidos reales (detectando los QRS del ECG) y arma "mini-viajes": un tramo despierto para aprender la base, seguido de un adormecimiento. Cada uno se reproduce por el modelo exactamente como lo haría en la muñeca, y se mide si acierta.

El modelo tiene una implementación gemela en Python y en Swift, con un test de paridad que confirma que ambas coinciden hasta menos de 5×10⁻⁷ — para que lo que se calibra en el laboratorio sea literalmente lo que corre en el reloj.

§ 05 — Hallazgos

Tres resultados que moldearon el algoritmo

01 — Filtrar los latidos mal detectados es decisivo

El RMSSD (la HRV a corto plazo) es extremadamente sensible a un solo intervalo erróneo. Sin filtrar, era ruido puro. Descartando latidos ectópicos y fuera de rango, se convierte en la mejor señal individual.

AUC de discriminación despierto/somnoliento · 0.50 = azar, 1.0 = perfecto

02 — Las señales de frecuencia (LF/HF) no aportan

La literatura sugería que el ratio LF/HF del espectro de la HRV discriminaría bien. En nuestros datos no ayuda (AUC ≈ 0.45, por debajo del azar) y empeora la combinación al añadirlo, así que lo descartamos. Efecto secundario conveniente: tampoco hace falta implementar un análisis espectral (FFT) en el reloj.

03 — La muñeca sola tiene techo

Incluso combinando y optimizando todas las señales, la discriminación se estabiliza en ~0.72 AUC. Además, el Apple Watch no entrega los intervalos latido-a-latido en tiempo real durante una sesión activa: en el dispositivo real, el modelo corre sobre el pulso, no sobre HRV ya filtrada.

La caída de pulso (sí disponible en el reloj) carga la mayor parte: la limitación cuesta solo ~0.04 de AUC
Lectura de producto

Estos números son la justificación cuantitativa de por qué el sistema tiene dos etapas. Una muñeca a 0.66–0.72 AUC sirve como disparador — suficiente para decidir cuándo mirar más de cerca — pero no como veredicto; ese papel es de la cámara.

§ 06 — Calibración

El punto de operación, elegido a propósito

Como la cámara aporta la precisión final, calibramos la muñeca para detectar todo lo sospechoso (maximizar sensibilidad) y toleramos los falsos positivos que la segunda etapa filtrará después. El optimizador barrió cientos de combinaciones de pesos y umbrales contra los episodios reales.

MétricaConfig inicial (a ojo)Calibrada
Discriminación (AUC)0.590.72
Sensibilidad (detecta el adormecimiento)43 %71 %
Falsos positivos en la muñeca *43 %50 %
Latencia de detección145 s75 s

* En la muñeca. La cámara de segunda etapa elimina la mayoría de esos falsos positivos antes de que llegue una alerta al conductor.

§ 07 — Etapa 2 · opcional

La cámara: PERCLOS y microsueños, solo en tu iPhone

Esta etapa es opcional — se activa desde ajustes, si quieres la confirmación extra. Si la activas y la muñeca sospecha, la cámara TrueDepth analiza en tiempo real un mapa 3D de tu rostro (ARKit) para leer dos marcadores validados de somnolencia:

PERCLOS

El porcentaje de tiempo con los ojos cerrados en una ventana móvil — el marcador visual mejor validado en la literatura (Wierwille / NHTSA).

Microsueños

Un cierre de ojos sostenido de un segundo o más al volante dispara una alarma inmediata, sin esperar a la ventana de PERCLOS.

La cámara discrimina con muchísima más fiabilidad que la muñeca. Validamos nuestra medida de cierre de ojo contra 3.594 caras reales etiquetadas, con el mismo algoritmo que corre en la app:

Separación ojo abierto / cerrado · 3.594 caras etiquetadas · umbral óptimo 0.24, 97% de exactitud
Privacidad

Todo el análisis ocurre en el dispositivo: de la imagen solo se extraen valores numéricos (apertura de ojos, mandíbula, inclinación de cabeza). Ningún fotograma se graba ni se transmite. iOS no permite la cámara en segundo plano, así que funciona con el teléfono en el soporte y la app abierta, mirándote. Si prefieres no compartir esto, puedes dejar la cámara desactivada: Drive Sentinel sigue funcionando solo con el reloj.

§ 08 — Límites

Lo que no afirmamos

Un producto de seguridad exige claridad sobre sus límites tanto como sobre sus capacidades.

§ 09 — Referencias
  1. Ichimaru Y, Moody GB. Development of the polysomnographic database on CD-ROM (MIT-BIH slpdb). Psychiatry Clin Neurosci, 1999. · PhysioNet.
  2. Soukupová T, Čech J. Real-Time Eye Blink Detection using Facial Landmarks. Computer Vision Winter Workshop, 2016.
  3. Wierwille WW et al. Research on vehicle-based driver status/performance monitoring (PERCLOS). NHTSA.
  4. Task Force of ESC/NASPE. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Circulation, 1996.