原標題:柔性傳感器以邊緣計算實現(xiàn)健康監(jiān)測
由日本北海道大學和東京大學領導的一個研究團隊,制造出一種柔性多模態(tài)可穿戴傳感器貼片,并開發(fā)出相應的邊緣計算軟件。該軟件能夠安裝在智能手機上,通過分析傳感器收集的數(shù)據(jù),監(jiān)測用戶是否出現(xiàn)心律失常、咳嗽和跌倒等情況。這項研究于21日發(fā)表在《設備》雜志上。
可穿戴傳感器是可以佩戴在身上并檢測身體狀態(tài)的設備,屬于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一部分,在健康監(jiān)測方面展現(xiàn)出巨大潛力。這些傳感器會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),人們需要對這些數(shù)據(jù)進行處理才能理解。在傳感器或其連接的設備上(而非云端遠程服務器)處理這些數(shù)據(jù)的計算領域,被稱為邊緣計算。邊緣計算是可穿戴傳感器技術的關鍵要素。
此次,研究團隊制造的傳感器能夠監(jiān)測心臟活動、呼吸、皮膚溫度以及由出汗引起的濕度。在確認其適合長期使用后,這些傳感器被集成到可貼合于人體皮膚的柔性薄膜(傳感器貼片)中。傳感器貼片還包括一個藍牙模塊,可連接到智能手機。
該團隊首先在3名志愿者身上測試了傳感器貼片檢測生理變化的能力。志愿者將傳感器貼片貼在胸前,用于監(jiān)測他們在濕球黑球溫度(用于確定是否可能有熱應激)為22℃和29℃以上時的生命體征。團隊還開發(fā)了一個機器學習程序來處理記錄的數(shù)據(jù),以檢測其他癥狀,如心律失常、咳嗽和跌倒。同時,他們?yōu)橹悄苁謾C設計了一個邊緣計算應用程序,可進行同樣分析,預測準確率超過了80%。
這項研究的重大進展在于,將多模態(tài)柔性傳感器、實時機器學習數(shù)據(jù)分析和使用智能手機進行遠程生命體征監(jiān)測相結合,提出了一種基于貼片的邊緣計算系統(tǒng)的概念。未來,該系統(tǒng)將在日常生活中檢測身體的早期疾病跡象,還可用于遠程醫(yī)療或診斷中。
(記者張佳欣)