El dispositivo informático elástico se siente como la piel, pero los datos de salud con inteligencia artificial que imita el cerebro

El dispositivo informático elástico se siente como la piel, pero los datos de salud con inteligencia artificial que imita el cerebro

El chip neuromórfico portátil, hecho de semiconductores elásticos, puede implementar inteligencia artificial (IA) para procesar cantidades masivas de información de salud en tiempo real. Arriba, Asistente Profe. Sihong Wang muestra un solo dispositivo neuromórfico con tres electrodos. Crédito: John Zick

Es una curita inteligente, un reloj inteligente sin reloj y un salto adelante para las tecnologías de salud portátiles. Investigadores de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular (PME) de la Universidad de Chicago han desarrollado un chip informático flexible y estirable que procesa información imitando el cerebro humano. El dispositivo, descrito en la revista. asuntotiene como objetivo cambiar la forma en que se procesan los datos de salud.

“Con este trabajo hemos unido la tecnología portátil con inteligencia artificial y aprendizaje automático para crear un poderoso dispositivo que puede analizar datos de salud directamente en nuestros propios cuerpos”, dijo Sihong Wang, científico de materiales y profesor asistente de ingeniería molecular.

Hoy en día, obtener un perfil detallado sobre su salud requiere una visita a un hospital o clínica. En el futuro, dijo Wang, la salud de las personas podría rastrearse continuamente mediante dispositivos electrónicos portátiles que pueden detectar enfermedades incluso antes de los síntomas. Los dispositivos informáticos portátiles y discretos son un paso para hacer realidad esta visión.

La fecha del diluvio

El futuro de la atención médica que Wang, y muchos otros, prevén incluye biosensores portátiles para rastrear indicadores complejos de salud, incluidos los niveles de oxígeno, azúcar, metabolitos y moléculas inmunitarias en la sangre de las personas. Una de las claves para que estos sensores sean factibles es su capacidad para adaptarse a la piel. A medida que surgen estos biosensores portátiles similares a la piel y comienzan a recopilar más y más información en tiempo real, el análisis se vuelve exponencialmente más complejo. Una sola pieza de datos debe colocarse en la perspectiva más amplia del historial de un paciente y otros parámetros de salud.

de hoy teléfonos inteligentes no son capaces de realizar el tipo de análisis complejo necesario para conocer las mediciones de salud de referencia del paciente y seleccionar señales importantes de enfermedad. Sin embargo, las plataformas de inteligencia artificial de vanguardia que integran el aprendizaje automático para identificar patrones en conjuntos de datos extremadamente complejos pueden hacer un mejor trabajo. Pero enviar información desde un dispositivo a una ubicación de IA centralizada no es lo ideal.

El dispositivo informático elástico se siente como la piel, pero los datos de salud con inteligencia artificial que imita el cerebro

Asistente Profe. Wang y su equipo esperan revolucionar la medicina personalizada trasladando el análisis de datos basado en IA a los cuerpos de los usuarios con la ayuda de dispositivos informáticos neuromórficos como el que se ve aquí. Crédito: Grupo Wang

“El envío de datos de salud de forma inalámbrica es lento y presenta una serie de problemas de privacidad”, dijo. “También es increíblemente ineficiente desde el punto de vista energético; cuantos más datos comencemos a recopilar, más energía comenzarán a usar estas transmisiones”.

piel y cerebro

El equipo de Wang se propuso diseñar un chip que pudiera recopilar datos de múltiples biosensores y sacar conclusiones sobre la salud de una persona utilizando enfoques de aprendizaje automático de última generación. Es importante destacar que querían que se pudiera usar en el cuerpo y se integrara perfectamente con la piel.

“Con un reloj inteligente“Siempre hay una brecha”, dijo Wang. “Queríamos algo que pudiera lograr un contacto muy íntimo y adaptarse al movimiento de la piel”.

Wang y sus colegas recurrieron a los polímeros, que pueden usarse para construir semiconductores y transistores electroquímicos, pero también tienen la capacidad de estirarse y doblarse. Ensamblaron polímeros en un dispositivo que permitió el análisis de datos de salud basados ​​en inteligencia artificial. En lugar de funcionar como una computadora típica, el chip, llamado chip informático neuromórfico, funciona más como un cerebro humanocapaz de almacenar y analizar datos de forma integrada.

Prueba de la tecnología

Para probar la utilidad de su nuevo dispositivo, el grupo de Wang lo usó para analizar datos de electrocardiograma (ECG) que representan la actividad eléctrica del corazón humano. Entrenaron el dispositivo para clasificar los ECG en cinco categorías: saludables o cuatro tipos de señales anormales. Luego, lo probaron en nuevos ECG. Ya sea que el chip estuviera estirado o doblado o no, demostraron que podía clasificar con precisión los latidos del corazón.

El dispositivo informático elástico se siente como la piel, pero los datos de salud con inteligencia artificial que imita el cerebro

Asistente Profe. Sihong Wang y el estudiante de doctorado Yahao Dai analizan un dispositivo neuromórfico portátil. Crédito: John Zich

Se necesita más trabajo para probar el poder del dispositivo en la deducción de patrones de salud y enfermedad Pero eventualmente, podría usarse para enviar alertas a pacientes o médicos, o para modificar automáticamente los medicamentos.

“Si puedes conseguir tiempo real información sobre la presión arterial, por ejemplo, este dispositivo podría tomar decisiones de manera muy inteligente sobre cuándo ajustar la presión arterial del paciente presión arterial niveles”, dijo Wang. Ese tipo de circuito de retroalimentación automático ya lo usan algunas bombas de insulina implantables, agregó.

Ya está planeando nuevas iteraciones del dispositivo para ampliar el tipo de dispositivos con los que se puede integrar y los tipos de algoritmos de aprendizaje automático que utiliza.

“Integración de inteligencia artificial con usable la electrónica se está convirtiendo en un panorama muy activo”, dijo Wang. “Esta no es una investigación terminada, es solo un punto de partida”.


El dispositivo portátil multitarea monitorea continuamente la glucosa, el alcohol y el lactato


Más información:
Shilei Dai et al, Dispositivos neuromórficos intrínsecamente estirables para el procesamiento en el cuerpo de datos de salud con inteligencia artificial, asunto (2022). DOI: 10.1016/j.matt.2022.07.016

proporcionado por
Universidad de Chicago


Citación: El dispositivo informático elástico se siente como la piel, pero los datos de salud con inteligencia artificial que imita el cerebro (5 de agosto de 2022) se obtuvieron el 5 de agosto de 2022 de https://techxplore.com/news/2022-08-stretchy-device-skinbut-health – cerebro-imitando.html

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