Převratná náplast s 99,6% přesností: Detekuje nebezpečné srdeční rytmy přímo na těle

Vědci z University of Chicago vyvinuli revoluční pružnou výpočetní náplast, která dokáže analyzovat zdravotní data přímo na těle v reálném čase.

Vědci z University of Chicago vyvinuli revoluční pružnou výpočetní náplast, která dokáže analyzovat zdravotní data přímo na těle v reálném čase. Tato technologie eliminuje potřebu odesílat informace na externí servery k analýze, což je zásadní v lékařských nouzových situacích, kde i několikasekundové zpoždění může mít vážné následky.

Zařízení podobné kůži využívá pole organických elektrochemických tranzistorů k provádění neuromorfního počítání, přičemž zůstává dostatečně flexibilní, aby se ohýbalo a natahovalo s lidskou tkání. Na rozdíl od běžných nositelných zařízení, která data přenášejí jinam ke zpracování, nový systém analyzuje informace lokálně. Tím řeší významnou výzvu v nositelné elektronice: vytvoření výpočetního hardwaru, který zůstává stabilní i při ohýbání jako lidská kůže.

Pro demonstraci svých schopností tým testoval zařízení s využitím dat z mapování srdce spojených s ventrikulární fibrilací, což je nebezpečná porucha srdečního rytmu, která může být život ohrožující. Pružné pole identifikovalo abnormální elektrické vlny v srdci s 99,6% přesností, a to i když bylo nataženo na více než jedenapůlnásobek své původní délky. Vědci vyrobili zařízení pomocí organických elektrochemických tranzistorů, které zpracovávají signály pomocí elektrických proudů a iontů pohybujících se gelovou elektrolytovou vrstvou. Elektrolyt také dává tranzistorům paměťovou vlastnost, která jim umožňuje uchovávat informace v průběhu času.

Výroba takových systémů s vysokou hustotou byla obtížná, protože měkký elektrolytový materiál se může šířit jako kapalina a vytvářet zkraty. Tým tento problém vyřešil vyvinutím polymerního gelu, který ztvrdne do přesných vzorů po vystavení ultrafialovému světlu. Tento proces umožnil výrobu přibližně 10 000 tranzistorů na čtvereční centimetr na pružných površích. Hardware byl navržen tak, aby podporoval neuromorfní počítání, kde elektronické systémy napodobují některé funkce lidského mozku.

Tým také testoval neuronovou síť zabudovanou v zařízení pro hodnocení rizika srdečního infarktu pomocí osobních zdravotních informací, včetně hladiny cholesterolu, cukru v krvi, EKG záznamů a maximální srdeční frekvence. Systém dosáhl během testování 83,5% přesnosti. Vědci uvádějí, že tato technologie by mohla v budoucnu podporovat nositelné systémy, které nejen snímají zdravotní stav, ale také jej analyzují a reagují na něj přímo na těle. Tým Sihonga Wanga, spoluautora studie, nyní pracuje na integraci výpočetních polí s pružnými bezdrátovými komunikačními systémy a vylepšenými senzory, aby vytvořil plně propojené zdravotní platformy kompatibilní s tělem. Studie byla publikována v časopise Nature Electronics.