ساخت پچ پوستی هوشمند برای تشخیص بیماری‌ها!

به گزارش مجله خبری نگار/رکنا، این فناوری نوآورانه توسط محققان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر در دانشگاه شیکاگو و با همکاری آزمایشگاه ملی آرگون توسعه یافته است. پچ جدید، نرم، انعطاف‌پذیر و کشسان بوده و قادر است محاسبات هوش مصنوعی را مستقیماً روی بدن انسان انجام دهد.

امروزه بسیاری از ابزار‌های پوشیدنی مانند ساعت‌های هوشمند و دستبند‌های سلامتی می‌توانند داده‌هایی مانند ضربان قلب و فعالیت بدنی را جمع‌آوری کنند، اما برای تحلیل این اطلاعات به تلفن همراه یا سرور‌های ابری وابسته هستند. این فرآیند هرچند تنها چند ثانیه زمان می‌برد، اما در شرایط اضطراری پزشکی همین تأخیر کوتاه نیز می‌تواند اهمیت حیاتی داشته باشد.

پچ جدید این محدودیت را برطرف کرده و می‌تواند داده‌های پزشکی را تنها در چند میلی‌ثانیه روی خود دستگاه پردازش کند. پژوهشگران امیدوارند این فناوری در آینده در دستگاه‌های پوشیدنی و حتی تجهیزات پزشکی کاشتنی به کار گرفته شود تا امکان پایش و واکنش سریع به وضعیت سلامت افراد فراهم شود.

راز این پیشرفت در استفاده از نوعی ترانزیستور انعطاف‌پذیر به نام «ترانزیستور الکتروشیمیایی آلی» نهفته است. این قطعات علاوه بر پردازش اطلاعات، قابلیت ذخیره‌سازی داده را نیز دارند و عملکردی شبیه ارتباطات میان سلول‌های مغزی از خود نشان می‌دهند؛ ویژگی‌ای که آنها را برای اجرای الگوریتم‌های هوش مصنوعی بسیار مناسب می‌کند.

محققان برای ساخت این فناوری، نوعی ژل پلیمری ویژه طراحی کردند که با نور فرابنفش سخت می‌شود و امکان تولید هزاران ترانزیستور فشرده را در فضایی بسیار کوچک فراهم می‌کند. نتیجه این نوآوری، ساخت آرایه‌هایی با تراکم حدود ۱۰ هزار ترانزیستور در هر سانتی‌متر مربع بوده است.

در آزمایش‌های انجام‌شده، این پچ توانست فعالیت الکتریکی قلب را تحلیل کرده و الگو‌های خطرناک مرتبط با فیبریلاسیون بطنی، یکی از مرگبارترین اختلالات ریتم قلب، را با دقت چشمگیر ۹۹.۶ درصد شناسایی کند. نکته قابل توجه اینکه این دقت حتی زمانی که دستگاه تا بیش از یک و نیم برابر اندازه اولیه خود کشیده شده بود نیز حفظ شد.

در آزمایشی دیگر، سیستم هوش مصنوعی تعبیه‌شده در پچ با بررسی اطلاعاتی مانند قند خون، کلسترول، ضربان قلب و نوار قلب، توانست خطر حمله قلبی را با دقت ۸۳.۵ درصد پیش‌بینی کند.

پژوهشگران معتقدند این فناوری می‌تواند نسل جدیدی از سامانه‌های هوشمند پایش سلامت را شکل دهد؛ سامانه‌هایی که قادرند مشکلات پزشکی را در همان لحظه تشخیص دهند، تحلیل کنند و حتی در آینده به آنها پاسخ دهند. چنین فناوری‌هایی می‌توانند وابستگی به سرور‌های خارجی را کاهش داده و تشخیص‌های سریع‌تر و دقیق‌تری را در اختیار بیماران و پزشکان قرار دهند.