有弹性的计算设备感觉像皮肤但使用模拟大脑的人工智能分析健康数据

这是一个聪明的创可贴，一个没有手表的智能手表，是可穿戴健康技术的飞跃。芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)的研究人员开发了一种灵活、可拉伸的计算芯片，该芯片通过模仿人脑来处理信息。该设备在Matter杂志中有所描述，旨在改变健康数据的处理方式。

“通过这项工作，我们将可穿戴技术与人工智能和机器学习联系起来，创造出一种功能强大的设备，可以直接分析我们自己身体上的健康数据，”材料科学家兼分子工程助理教授SihongWang说。

今天，要深入了解您的健康状况，需要前往医院或诊所。王说，在未来，人们的健康可以通过可穿戴电子设备持续追踪，甚至可以在症状出现之前检测到疾病。不显眼的可穿戴计算设备是实现这一愿景的一步。

数据洪流

王和许多其他人设想的医疗保健的未来包括可穿戴生物传感器来跟踪复杂的健康指标，包括人们血液中的氧气、糖、代谢物和免疫分子的水平。使这些传感器可行的关键之一是它们贴合皮肤的能力。随着这种类似皮肤的可穿戴生物传感器的出现并开始实时收集越来越多的信息，分析变得更加复杂。必须将单个数据放入患者病史和其他健康参数的更广泛视角。

今天的智能手机无法进行复杂的分析，无法了解患者的基线健康测量结果并找出重要的疾病信号。然而，集成机器学习以识别极其复杂数据集中模式的尖端人工智能平台可以做得更好。但将信息从设备发送到集中式AI位置并不理想。

“以无线方式发送健康数据速度很慢，并且存在许多隐私问题，”他说。“它的能源效率也令人难以置信;我们开始收集的数据越多，这些传输开始使用的能量就越多。”

皮肤和大脑

Wang的团队着手设计一种芯片，该芯片可以从多个生物传感器收集数据，并使用尖端的机器学习方法得出关于一个人健康状况的结论。重要的是，他们希望它可以穿戴在身上并与皮肤无缝融合。

“有了智能手表，总会有差距，”王说。“我们想要一些可以实现非常亲密的接触并适应皮肤运动的东西。”

Wang和他的同事们转向了聚合物，这种聚合物可用于制造半导体和电化学晶体管，但也具有拉伸和弯曲的能力。他们将聚合物组装成一个设备，可以对健康数据进行基于人工智能的分析。该芯片(称为神经形态计算芯片)不像典型的计算机那样工作，其功能更像人脑，能够以集成的方式存储和分析数据。

测试技术

为了测试他们的新设备的实用性，Wang的小组用它来分析代表人类心脏电活动的心电图(ECG)数据。他们训练该设备将心电图分为五类——健康信号或四类异常信号。然后，他们在新的心电图上对其进行了测试。他们表明，无论芯片是拉伸还是弯曲，它都能准确地对心跳进行分类。

需要做更多的工作来测试该设备在推断健康和疾病模式方面的能力。但最终，它可以用于向患者或临床医生发送警报，或自动调整药物。

“例如，如果您可以获得有关血压的实时信息，该设备可以非常智能地决定何时调整患者的血压药物水平，”王说。他补充说，一些植入式胰岛素泵已经使用了这种自动反馈回路。

他已经在计划该设备的新迭代，以扩展它可以集成的设备类型以及它使用的机器学习算法的类型。

“人工智能与可穿戴电子产品的集成正在成为一个非常活跃的领域，”王说。“这不是完成的研究，这只是一个起点。”

标签：