هوش مصنوعی روی پوست

پایگاه خبری افق و اقتصاد-پژوهشگران دانشگاه شیکاگو و آزمایشگاه ملی آرگون موفق به ساخت پچی انعطاف‌پذیر و هوشمند شده‌اند که می‌تواند داده‌های حیاتی بدن را بدون نیاز به ارسال به گوشی یا فضای ابری، در لحظه تحلیل کند. این فناوری با انتقال قدرت پردازش هوش مصنوعی مستقیماً روی پوست، زمان پاسخ‌دهی در شرایط اورژانسی پزشکی را از چند ثانیه به چند میلی‌ثانیه کاهش می‌دهد.

به گزارش پایگاه خبری افق و اقتصاد ؛ در حال حاضر بسیاری از تجهیزات پوشیدنی مانند ساعت‌های هوشمند و ردیاب‌های سلامتی، تنها نقش جمع‌کننده داده‌های حیاتی نظیر ضربان قلب و میزان تحرک را ایفا می‌کنند و برای تحلیل این اطلاعات، نیازمند ارسال داده‌ها به گوشی‌های هوشمند یا سرورهای دوردست هستند.

اگرچه این تأخیر در پردازش تنها چند ثانیه به طول می‌انجامد، اما در شرایط اورژانسی و حیاتی پزشکی، همین بازه زمانی کوتاه می‌تواند تفاوت میان مرگ و زندگی را رقم بزند.

پچ جدید توسعه‌یافته توسط دانشمندان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر شیکاگو، با انتقال محاسبات هوش مصنوعی مستقیماً بر روی پوست، این تأخیر را به چند میلی‌ثانیه کاهش داده است.

سیهونگ وانگ، یکی از پژوهشگران این طرح، هدف نهایی این فناوری را هوشمندسازی پیشرفته دستگاه‌های پوشیدنی و کاشتنی می‌داند تا تصمیم‌گیری‌های پزشکی با سرعتی بی‌سابقه صورت گیرد.

نوآوری در ساختار ترانزیستورهای انعطاف‌پذیر

این پیشرفت علمی در پی ابداع روشی نوین برای ساخت قطعات الکترونیکی کوچک و منعطف به نام ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی حاصل شده است.

برخلاف تراشه‌های رایانه‌ای متداول، این دستگاه‌ها اطلاعات را از طریق سیگنال‌های الکتریکی و جابه‌جایی ذرات باردار در یک محیط ژل‌مانند پردازش می‌کنند.

ویژگی برجسته این فناوری، توانایی این ترانزیستورها در ذخیره‌سازی اطلاعات است؛ قابلیتی که مشابه عملکرد اتصالات بین سلول‌های مغزی در هنگام یادگیری است و همین ویژگی، این سیستم را برای پیاده‌سازی مدل‌های هوش مصنوعی که از عملکردهای مغز انسان تقلید می‌کنند، ایده‌آل می‌سازد.

غلبه بر چالش‌های فنی و نتایج خیره‌کننده

پژوهشگران برای overcoming چالش‌های مربوط به حساسیت مواد انعطاف‌پذیر در برابر حرارت و مواد شیمیایی، و همچنین جلوگیری از پخش شدن ژل درونی ترانزیستورها، از یک ژل پلیمری جدید بهره بردند که با تابش نور فرابنفش (UV) سخت می‌شود.

این متدولوژی امکان تولید آرایه‌هایی با تراکم بسیار بالا حدود ۱۰ هزار ترانزیستور در هر سانتی‌متر مربع را فراهم آورد.

در مرحله آزمایش، این دستگاه در تحلیل فعالیت‌های الکتریکی قلب برای شناسایی الگوهای خطرناک مرتبط با فیبریلاسیون بطنی نوعی اختلال مرگبار ریتم قلب، دقتی چشمگیر بالغ بر ۹۹.۶ درصد را به ثبت رساند؛ نکته قابل توجه این است که این دقت بالا حتی در حالتی که دستگاه تا ۱.۵ برابر اندازه اصلی خود کشیده شده بود، حفظ شد.

علاوه بر این، شبکه عصبی تعبیه‌شده در این پچ، توانست با تحلیل داده‌هایی چون سطح کلسترول، قند خون و نوار قلب، احتمال وقوع حمله قلبی را با دقت ۸۳.۵ درصد پیش‌بینی کند.

دانشمندان امیدوارند در آینده‌ای نزدیک، این فناوری به بخشی از سیستم‌های پیشرفته پایش سلامت تبدیل شود که قادرند مشکلات پزشکی را در لحظه حس کرده، تحلیل کنند و پاسخی فوری ارائه دهند.

با این نوآوری، دستگاه‌های پزشکی آینده به‌جای اتکا به سرورهای خارجی، به‌طور مستقیم و در لحظه، وضعیت اندام‌های حیاتی بدن را رصد خواهند کرد.

گفتنی است جزئیات و یافته‌های این پژوهش در شماره اخیر نشریه معتبر نیچر الکترونیکس (Nature Electronics) منتشر شده است.