Американские исследователи разработали инновационный нательный пластырь, способный запускать нейросети прямо на теле человека. Устройство анализирует медицинские показатели в режиме реального времени и не требует отправки данных на смартфон или в облачное хранилище.
- Устройство проводит мгновенный анализ показателей здоровья непосредственно на коже пациента без задержек связи.
- Минимальное время отклика критически важно при жизнеугрожающих состояниях, таких как фибрилляция желудочков.
- Технология может найти применение не только в медицине, но и в робототехнике для проведения спасательных операций.
Карманный доктор на вашей коже
Специалисты из Школы молекулярной инженерии Притцкера при Чикагском университете представили вычислительный пластырь, который выполняет ИИ-вычисления непосредственно на теле пользователя. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Electronics. Один из авторов проекта Сихонг Ван сравнил разработку с персональным врачом, встроенным прямо в носимое устройство.
Современные гаджеты, такие как смарт-часы, в основном лишь собирают данные (пульс, уровень кислорода в крови, ЭКГ) и передают их для анализа на смартфоны или удаленные облачные серверы. Новый пластырь объединяет в себе функции сенсора и вычислительного процессора. Анализ данных занимает считанные миллисекунды и происходит без подключения к интернету или внешним устройствам.
Спасение жизней без задержки сигнала
Минимальное время отклика имеет решающее значение при лечении сердечно-сосудистых патологий. Например, при фибрилляции желудочков — хаотичном нарушении сердечного ритма — задержка даже в несколько секунд может стать смертельной. Локальная обработка данных на самом устройстве также снижает энергопотребление и минимизирует риски утечки конфиденциальной медицинской информации.
Создание устройства стало возможным благодаря использованию эластичных транзисторов, которые могут сгибаться и плотно прилегать к коже, в отличие от традиционных жестких кремниевых чипов. В процессе разработки инженеры столкнулись со сложностями при использовании гелевого электролита, который мог растечься и вызвать короткое замыкание. Специалистам пришлось адаптировать свойства полимеров для работы с фотолитографией — стандартным методом нанесения рисунка микросхем в микроэлектронике.
Высокая точность диагностики и перспективы внедрения
Эффективность системы была протестирована на донорском человеческом сердце. Разработка смогла определить положение фронта волны возбуждения миокарда с точностью 99,6%. Устройство поддерживает различные типы локальных вычислений — от использования многослойного персептрона для прогнозирования инфаркта миокарда до сверточных операций для отслеживания аритмии.
В перспективе ученые планируют создать имплантируемые датчики для высокоточного мониторинга работы внутренних органов в реальном времени.
Применение за пределами медицины
Технология локальных вычислений может существенно изменить сферу робототехники. Интеграция подобных сенсоров позволит наделить роботов-гуманоидов тактильной чувствительностью и быстрой реакцией. Это особенно актуально для поисково-спасательных роботов, работающих в зонах стихийных бедствий, где отсутствует стабильная беспроводная связь.
Разработка знаменует собой важный переход от облачных дата-центров к концепции периферийного искусственного интеллекта, когда сложные алгоритмы выполняются непосредственно на конечном устройстве пользователя.
