Ученые создали электронную кожу с ИИ: технология может заменить классические смарт-устройства
(фото: UChicago Pritzker School of Molecular Engineering)
Американские ученые создали уникальный вычислительный патч, который наносится непосредственно на тело как вторая кожа. В отличие от современных смарт-часов, которые лишь собирают информацию и отправляют ее на удаленные серверы, новое устройство имеет встроенный искусственный интеллект.
Об этом информирует РБК-Украина, ссылаясь на исследование, опубликованное в профессиональном вестнике Nature Electronics.
Смарт-часы проигрывают новой технологии?
Ученые объяснили: современные портативные гаджеты имеют существенный недостаток - задержку во времени. Когда часы фиксируют аномальный пульс, они должны передать данные через телефон на облачный сервер, подождать анализа алгоритма и вернуть результат обратно. Этот процесс длится не менее нескольких секунд.
Однако в случае фибрилляции желудочков (опасного хаотичного сердцебиения) счет идет на миллисекунды, и такая задержка может стоить человеку жизни.
Новое нательное устройство функционирует как персональный мгновенный врач, интегрированный в кожу. Вместо кремниевых микросхем ученые использовали органические электрохимические транзисторы. Они обрабатывают информацию с помощью электрического тока и движения ионов через специальный гелевый электролит.
Такая архитектура имитирует работу синапсов человеческого мозга и имеет встроенную память, что позволяет проводить сложные ИИ-вычисления локально, прямо на теле.
Инженерный прорыв
Главным вызовом для разработчиков под руководством профессора Сихонга Ванга была чувствительность гибких материалов к теплу и растворителям, из-за чего их нельзя изготавливать стандартными методами микроэлектроники. Кроме того, гелевый электролит постоянно растекался, вызывая замыкания.
Проблему решили в сотрудничестве с Аргонской национальной лабораторией.
Новый полимер: ученые создали особый тип полимерного геля, который затвердевает в сверхточные узоры под действием ультрафиолетового света.
Плотность печати: благодаря методу фотолитографии исследователям удалось разместить 10 000 эластичных транзисторов на одном квадратном сантиметре электронной кожи.
Спасение жизней с точностью до 99,6%
Чтобы проверить эффективность разработки, инженеры загрузили в патч ИИ-алгоритм для борьбы с фибрилляцией желудочков. Обычно это состояние лечат мощным и болезненным разрядом дефибриллятора, который бьет по всему сердцу. Ученые же предложили точечный метод - отслеживать направление аномальных электрических волн в сердце и гасить их микроимпульсами на опережение.
Тесты на реальных кардиокартах донорского сердца человека показали, что гибкий патч определяет положение опасных волн с точностью 99,6%. При этом устройство не теряло эффективности, даже когда его растягивали в полтора раза от первоначальной длины.
Во время другого эксперимента нейросеть в патче проанализировала комплексные данные пациента (уровень холестерина, сахара в крови, максимальный пульс и показатели ЭКГ) и определила риск сердечного приступа с точностью 83,5%.
Сейчас разработчики работают над интеграцией в патч дополнительных биосенсоров и эластичных беспроводных модулей. Цель - создать полностью автономную систему мониторинга здоровья.
