به گزارش سلامت نیوز به نقل از scitechdaily، پژوهشگران دانشکده مهندسی مولکولی «پریتزکر» در دانشگاه شیکاگو موفق به ساخت یک برچسب الکترونیکی انعطاف‌پذیر و مجهز به هوش مصنوعی شده‌اند که می‌تواند داده‌های سلامت را مستقیماً روی بدن پردازش کند؛ فناوری‌ای که شاید در آینده، دستگاه‌های پوشیدنی را به پزشکانی کوچک و همیشه همراه تبدیل کند.

برخلاف ساعت‌های هوشمند رایج که اطلاعاتی مانند ضربان قلب یا میزان فعالیت را جمع‌آوری کرده و برای تحلیل به سرورهای خارجی ارسال می‌کنند، این برچسب هوشمند همه محاسبات را تنها در چند میلی‌ثانیه و بدون نیاز به اتصال بی‌سیم انجام می‌دهد.

این ویژگی در شرایط اورژانسی، مانند تشخیص فیبریلاسیون بطنی (یکی از خطرناک‌ترین اختلالات ریتم قلب)، می‌تواند نقش تعیین‌کننده‌ای در نجات جان بیمار داشته باشد.

این فناوری با همکاری پژوهشگران آزمایشگاه ملی آرگون توسعه یافته و نتایج آن در نشریه Nature Electronics منتشر شده است.

رایانه‌ای که روی پوست قرار می‌گیرد

هدف پژوهشگران ساخت دستگاه‌هایی بوده که مانند پوست انسان انعطاف‌پذیر باشند و بتوانند مستقیماً روی بدن قرار گیرند.

آنها برای این منظور از نوعی ترانزیستور الکتروشیمیایی آلی استفاده کردند؛ قطعاتی که برخلاف تراشه‌های رایج، علاوه بر جریان الکتریکی از حرکت یون‌ها در یک لایه ژل‌مانند نیز برای پردازش اطلاعات بهره می‌برند.

این ساختار باعث می‌شود هر ترانزیستور تا حدی اطلاعات قبلی را در خود نگه دارد؛ قابلیتی که عملکرد آن را به سیناپس‌های مغز و شبکه‌های عصبی نزدیک می‌کند و امکان اجرای الگوریتم‌های هوش مصنوعی را روی خود دستگاه فراهم می‌سازد.

یک دستاورد مهم در ساخت الکترونیک انعطاف‌پذیر

یکی از چالش‌های اصلی این پروژه، ساخت هزاران ترانزیستور روی یک سطح نرم و کشسان بود؛ زیرا مواد انعطاف‌پذیر در برابر حرارت و حلال‌های مورد استفاده در تولید تراشه‌های معمولی مقاومت کافی ندارند.

پژوهشگران برای حل این مشکل، ژل پلیمری ویژه‌ای طراحی کردند که در برابر نور فرابنفش سخت می‌شود و امکان تولید تا ۱۰ هزار ترانزیستور در هر سانتی‌متر مربع را فراهم می‌کند؛ پیشرفتی که می‌تواند مسیر توسعه نسل جدید دستگاه‌های پزشکی پوشیدنی را هموار کند.

تشخیص اختلالات قلبی در چند میلی‌ثانیه

برای ارزیابی عملکرد این فناوری، پژوهشگران از آن برای تحلیل داده‌های مربوط به فیبریلاسیون بطنی استفاده کردند؛ اختلالی که باعث آشفتگی فعالیت الکتریکی قلب شده و در صورت درمان نشدن می‌تواند مرگبار باشد.

از آنجا که امواج الکتریکی در قلب با سرعت بسیار بالایی حرکت می‌کنند، ارسال اطلاعات به سرورهای ابری و دریافت پاسخ، زمان زیادی می‌برد.

اما این برچسب هوشمند توانست داده‌ها را همان لحظه روی بدن پردازش کرده و محل انتشار امواج غیرطبیعی را با دقت ۹۹.۶ درصد شناسایی کند؛ آن هم حتی زمانی که دستگاه تا بیش از یک‌ونیم برابر اندازه اولیه خود کشیده شده بود.

پیش‌بینی خطر سکته قلبی با کمک هوش مصنوعی

در آزمایشی دیگر، شبکه عصبی تعبیه‌شده در این برچسب اطلاعات زیر را تحلیل کرد:

• سطح کلسترول

• قند خون

• حداکثر ضربان قلب

• نتایج نوار قلب (ECG)

و توانست خطر بروز حمله قلبی را با دقت ۸۳.۵ درصد پیش‌بینی کند.

گامی به سوی پزشک هوشمند همراه

پژوهشگران می‌گویند هدف نهایی، ساخت سامانه‌ای است که بتواند به‌طور هم‌زمان اطلاعات سلامت را جمع‌آوری، تحلیل و در صورت نیاز، به‌سرعت به آنها واکنش نشان دهد.

به گفته آنها، در آینده این فناوری با حسگرهای پیشرفته‌تر و سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم ترکیب خواهد شد تا بدون نیاز به ارسال داده‌ها به مراکز پردازش، تصمیم‌گیری‌های پزشکی به‌صورت لحظه‌ای روی بدن انجام شود.

البته این فناوری هنوز در مرحله پژوهشی قرار دارد و تا تبدیل شدن به یک محصول پزشکی قابل استفاده برای بیماران، به آزمایش‌های بالینی و دریافت مجوزهای لازم نیاز خواهد داشت.