模拟大脑的电脑芯片感觉就像皮肤

这是一个聪明的创可贴，一个没有手表的智能手表，是可穿戴健康技术的飞跃。芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)的研究人员开发了一种灵活、可拉伸的计算芯片，可以通过模仿人脑来处理信息。该设备在杂志中有描述事，旨在改变健康数据的处理方式。

“通过这项工作，我们将可穿戴技术与人工智能和机器学习结合起来，创造出一种强大的设备，可以直接在我们自己的身体上分析健康数据，”他说泗洪县王他是一名材料科学家和分子工程助理教授。

如今，要想深入了解自己的健康状况，需要去医院或诊所。王说，在未来，可穿戴电子设备可以持续跟踪人们的健康状况，甚至在症状出现之前就能检测到疾病。不显眼的可穿戴计算设备是实现这一愿景的第一步。

数据泛滥

王和其他许多人设想的未来医疗保健包括可穿戴生物传感器，用于跟踪复杂的健康指标，包括血液中的氧、糖、代谢物和免疫分子水平。使这些传感器可行的关键之一是它们符合皮肤的能力。随着这种类似皮肤的可穿戴生物传感器的出现，并开始实时收集越来越多的信息，分析变得越来越复杂。一个单一的数据必须放在病人的历史和其他健康参数的更广泛的角度。

如今的智能手机无法进行复杂的分析，无法了解病人的基本健康状况，也无法找出疾病的重要信号。然而，集成机器学习来识别极其复杂数据集中模式的尖端人工智能平台可以做得更好。但将信息从设备发送到集中的人工智能位置并不理想。

他说:“无线传输健康数据速度很慢，还会带来一些隐私问题。”“它的能源效率也非常低;我们开始收集的数据越多，这些传输将开始消耗的能源就越多。”

皮肤和大脑

Wang的团队开始设计一种可以从多个生物传感器收集数据的芯片，并使用尖端的机器学习方法得出关于一个人健康状况的结论。重要的是，他们希望它能穿戴在身上，并与皮肤无缝融合。

“对于智能手表来说，总是有一个间隙，”王说。“我们想要一种可以实现非常亲密的接触，并适应皮肤运动的东西。”

王和他的同事们转向了聚合物，这种聚合物可以用来制造半导体和电化学晶体管，但也有拉伸和弯曲的能力。他们将聚合物组装成一个设备，允许基于人工智能的健康数据分析。这种被称为神经形态计算芯片的芯片不像典型的计算机那样工作，它的功能更像人类的大脑，能够以综合的方式存储和分析数据。

测试技术

为了测试他们的新设备的实用性，王的团队用它来分析代表人类心脏电活动的心电图数据。他们训练该设备将心电图分为五类——健康信号和四种异常信号。然后，他们在新的心电图上进行了测试。他们表明，无论芯片是拉伸还是弯曲，它都能准确地对心跳进行分类。

还需要做更多的工作来测试该设备在推断健康和疾病模式方面的能力。但最终，它可以用来向患者或临床医生发送警报，或者自动调整药物。

“例如，如果你能获得血压的实时信息，这个设备就可以非常智能地决定何时调整患者的血压药物水平，”王说。他补充说，这种自动反馈回路已经被一些植入式胰岛素泵使用。

他已经在计划该设备的新迭代，以扩展可以集成的设备类型，以及它使用的机器学习算法类型。

“人工智能与可穿戴电子产品的集成正在成为一个非常活跃的领域，”王晓峰说。“这还不是完整的研究，这只是一个起点。”

参考:戴硕，戴勇，赵智，等。本质上可拉伸的神经形态装置，用于人工智能的身体健康数据处理。事．2022; 0(0)。doi:10.1016 / j.matt.2022.07.016

本文已从以下地方重新发布材料．注:材料的长度和内容可能经过编辑。如需进一步信息，请联系所引用的来源。