دانشمندان برچسب پوستی هوشمندی ساختند که همانند یک پزشک شخصی عمل میکند_آینده
به گزارش آینده
زیاد تر ساعتهای هوشمند امروزی میتوانند شاخصهایی همانند ضربان قلب و فعالیت بدنی را اندازهگیری کنند، اما تحلیل این دادهها طبق معمولً در سرورهای خارجی انجام میشود. این تأخیر در شرایطی که هر میلیثانیه اهمیت دارد، همانند تشخیص فیبریلاسیون بطنی (یک اختلال خطرناک ریتم قلب)، میتواند مشکلساز باشد.
این فناوری تازه با همکاری پژوهشگران آزمایشگاه ملی آرگون گسترش یافته و به لطف راه حلهای نوین ساخت، امکان چاپ ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی روی سطوح انعطافپذیر را فراهم کرده است.
در این پروژه مقصد پژوهشگران ساخت یک مدار رایانش نورومورفیک (الهامگرفته از نحوه کارکرد مغز) می بود؛ شبکهای بزرگ از ترانزیستورها که بتواند دادههای سلامت را تحلیل کند. اگرچه مطالعات قبلی امکان اجرای این ایده را با تعداد محدودی ترانزیستور نشان داده بودند، اما گسترش آن به یک سامانه کاربردی هم چنان چالشبرانگیز می بود.
پژوهشگران از ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی منفعت گیری کردند که برخلاف ترانزیستورهای رایج، اطلاعات را هم از طریق جریان الکتریکی و هم با حرکت یونها در یک لایه الکترولیتی ژلهمانند پردازش میکنند.
از آنجا که این لایه الکترولیتی میتواند اطلاعات را برای مدتی در خود نگه دارد، هر ترانزیستور نوعی حافظه داخلی دارد؛ قابلیتی که کارکرد آن را به سیناپسهای مغز همانند میکند؛ جایی که قوت ربط بین نورونها برای ذخیره اطلاعات تحول میکند.
اما ساخت این قطعات آسان نبوده است. بستر انعطافپذیر نسبت به گرما و حلالها حساس است و به این علت راه حلهای رایج ساخت تراشه قابل منفعت گیری نبودند. این چنین الکترولیت ژلهمانند همانند مایع جریان اشکار میکرد و ممکن می بود علتاتصال مختصر بین قطعات شود.
برای حل این مشکل، پژوهشگران ژل پلیمری اختصاصیای طراحی کردند که در برابر نور فرابنفش سخت میشود و امکان ساخت ساختارهای دقیق را فراهم میکند.
به پشتیبانی این فناوری، آنها توانستند تا ۱۰ هزار ترانزیستور الکتروشیمیایی آلی در هر سانتیمتر مربع تشکیل کنند.
برای برسی این فناوری، پژوهشگران از مجموعهای از هزاران ترانزیستور انعطافپذیر که روی یک لایه همانند پوست قرار گرفتهاند و حتی زمان کشیده یا خم شدن نیز به پردازش اطلاعات ادامه خواهند داد برای اجرای یک الگوریتم از پیش آموزشدیده منفعت گیری کردند که به درمان فیبریلاسیون بطنی پشتیبانی میکند.
در فیبریلاسیون بطنی، فعالیت الکتریکی قلب بهشدت نامنظم میشود و در صورت درمان نشدن میتواند مرگبار باشد. درمان جاری طبق معمولً شامل داخل کردن شوک الکتریکی قوی به کل قلب است، اما پژوهشگران امیدوارند با این فناوری بتوان موجهای غیرطبیعی الکتریکی را بهشدت شناسایی و پیش از گسترش آنها، با پالسهای کوچک اصلاح کرد.
پژوهشگران با منفعت گیری از دادههای نقشهبرداری الکتریکی یک قلب اهدایی انسان نشان دادند که این برچسب پوستی هوشمند حتی وقتی که تا بیشتر از یکونیم برابر طول اولیه خود کشیده شود، میتواند محل موجهای الکتریکی قلب را با ۹۹.۶ درصد دقت شناسایی کند.
در آزمایشی دیگر نیز یک شبکه عصبی تعبیهشده در این سامانه با تحلیل علائم حیاتی و اطلاعات سلامت افراد، از جمله سطح کلسترول، قند خون، حداکثر ضربان قلب و دادههای نوار قلب، توانست خطر دعوا قلبی را با ۸۳.۵ درصد دقت پیشبینی کند.
دسته بندی مطالب
اخبار کسب وکارها