Кожный пластырь с ИИ научили анализировать данные о здоровье прямо на теле
Ученые создали растяжимый электронный пластырь, который сам обрабатывает медицинские данные с помощью ИИ. Он не отправляет информацию на внешний компьютер и может работать за миллисекунды.
Источник: John Zich. Новая компьютерная накладка, похожая на кожу, может анализировать данные о состоянии здоровья с помощью искусственного интеллекта беспрецедентным образом.
МОСКВА, 23 мая. /Новости науки/. Инженеры создали похожий на кожу вычислительный пластырь, который может анализировать данные о здоровье прямо на теле человека, статья о разработке опубликована в журнале Nature Electronics.
Устройство работает не так, как обычные носимые гаджеты. Умные часы могут измерять пульс или движение, но часто отправляют данные на внешний сервер или телефон. Новый пластырь проводит вычисления сам. Это важно в ситуациях, где счет идет на миллисекунды, например при нарушениях сердечного ритма.
Основой пластыря стали органические электрохимические транзисторы. Это элементы, которые проводят вычисления с помощью электрического тока и движения ионов через гелеобразный слой электролита. Такой слой дает транзисторам память: они могут хранить числовые значения, как синапсы мозга хранят следы обучения.
Главной задачей стало производство таких элементов в большом масштабе. Обычные методы создания микросхем плохо подходят для мягких и растяжимых материалов: они чувствительны к нагреву и растворителям. Кроме того, гелевый электролит может растекаться и замыкать соседние элементы.
Ученые решили эту проблему с помощью нового полимерного геля. Его можно затвердить в нужном рисунке под действием ультрафиолетового света. Благодаря этому метод позволяет создавать до 10 тыс. органических электрохимических транзисторов на квадратный сантиметр.
Затем исследователи проверили, может ли пластырь выполнять полезные медицинские задачи. В одном опыте они использовали реальную карту электрической активности донорского человеческого сердца. Система должна была находить волны возбуждения, которые возникают при фибрилляции желудочков. Это опасное нарушение ритма может привести к смерти.
Пластырь определял положение таких волн с точностью 99,6%. Он сохранял точность даже тогда, когда его растягивали более чем в полтора раза по сравнению с обычной длиной.
В другом опыте нейросеть, встроенная в массив транзисторов, оценивала риск сердечного приступа. Она анализировала сочетание медицинских данных: уровень холестерина, сахар крови, максимальную частоту сердечных сокращений и показатели электрокардиограммы. Точность составила 83,5%.
Авторы считают, что такая технология может стать частью новых медицинских систем, которые не только измеряют показатели, но и сразу принимают решения.
Устройство работает не так, как обычные носимые гаджеты. Умные часы могут измерять пульс или движение, но часто отправляют данные на внешний сервер или телефон. Новый пластырь проводит вычисления сам. Это важно в ситуациях, где счет идет на миллисекунды, например при нарушениях сердечного ритма.
Основой пластыря стали органические электрохимические транзисторы. Это элементы, которые проводят вычисления с помощью электрического тока и движения ионов через гелеобразный слой электролита. Такой слой дает транзисторам память: они могут хранить числовые значения, как синапсы мозга хранят следы обучения.
Главной задачей стало производство таких элементов в большом масштабе. Обычные методы создания микросхем плохо подходят для мягких и растяжимых материалов: они чувствительны к нагреву и растворителям. Кроме того, гелевый электролит может растекаться и замыкать соседние элементы.
Ученые решили эту проблему с помощью нового полимерного геля. Его можно затвердить в нужном рисунке под действием ультрафиолетового света. Благодаря этому метод позволяет создавать до 10 тыс. органических электрохимических транзисторов на квадратный сантиметр.
Затем исследователи проверили, может ли пластырь выполнять полезные медицинские задачи. В одном опыте они использовали реальную карту электрической активности донорского человеческого сердца. Система должна была находить волны возбуждения, которые возникают при фибрилляции желудочков. Это опасное нарушение ритма может привести к смерти.
Пластырь определял положение таких волн с точностью 99,6%. Он сохранял точность даже тогда, когда его растягивали более чем в полтора раза по сравнению с обычной длиной.
В другом опыте нейросеть, встроенная в массив транзисторов, оценивала риск сердечного приступа. Она анализировала сочетание медицинских данных: уровень холестерина, сахар крови, максимальную частоту сердечных сокращений и показатели электрокардиограммы. Точность составила 83,5%.
Авторы считают, что такая технология может стать частью новых медицинских систем, которые не только измеряют показатели, но и сразу принимают решения.
