تراشه پوستی مبتنی‌بر هوش مصنوعی می‌تواند بیماری‌ها را قبل از بروز علائم آن‌ها تشخیص دهد

اگر وسایل‌ الکترونیکی پوشیدنی بتوانند سلامت شما را زیرنظر بگیرند و بیماری‌ها را حتی قبل از ظاهرشدن علائم آن‌ها تشخیص دهند، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ این سؤال دقیقاً دیدگاهی است سیهونگ وانگ و تیم تحقیقاتی او در دانشگاه مهندسی مولکولی پریتزکر (PME) دانشگاه شیکاگو آن را دنبال کرده‌اند.

وانگ می‌گوید:

با این کار ما فناوری پوشیدنی را با هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی پیوند داده‌ایم تا دستگاه قدرتمندی بسازیم که می‌تواند داده‌های سلامت را دقیقاً روی بدن ما تجزیه‌وتحلیل کند.

وانگ و تیمش آینده‌ای را تصور می‌کنند که حسگرهای زیستی پوشیدنی در آن می‌توانند شاخص‌های سلامت ازجمله میزان قند و اکسیژن و متابولیت‌های خود افراد را ردیابی کنند. این محققان با درنظرگرفتن هدف خود، تراشه‌ای ساخته‌اند که می‌تواند اطلاعات را از چندین حسگر زیستی جمع‌آوری و با بهره‌گرفتن از یادگیری ماشینی درباره‌ی سلامت فرد نتیجه‌گیری کنند.

به‌گفته‌ی وانگ، یکی از مشکلات بزرگ بر سر راه ساخت تراشه‌ی زیستی این بود که بتوان چنین دستگاهی را به‌طور یکپارچه روی پوست قرار داد؛ به‌همین‌دلیل، تیم تحقیقاتی وی به پلیمرهایی روی آورد که توانایی کشش و خم‌شدن دارند و سپس آن‌ها را در دستگاهی مونتاژ کرد که امکان تجزیه‌وتحلیل داده‌های سلامت مبتنی‌بر هوش مصنوعی را فراهم می‌کند.

عملکرد این تراشه که نوعی پردازنده‌ی محاسباتی نورومورفیک نامیده می‌شود، شبیه کامپیوترهای معمولی نیست و درعوض بیشتر مثل مغز انسان کار می‌کند و می‌توانند داده‌ها را به‌ روش یکپارچه ذخیره‌ و تجزیه‌وتحلیل کنند.

تیم وانگ آزمایش ابزار خود را با تحزیه‌وتحلیل داده‌های الکتروکاردیوگرام (ECG) آغاز کرد که فعالیت الکتریکی قلب انسان را ثبت می‌کند. آن‌ها دستگاه را آموزش دادند تا نوارقلب را به پنج گروه دسته‌بندی کند: یکی برای سیگنال‌های سالم و چهار گروه دیگر برای سیگنال‌های غیرطبیعی. در مرحله‌ی بعد، این سیگنال‌ها را روی نوارقلب جدید نیز آزمایش کردند.

تراشه‌ی زیستی وانگ و تیم تحقیقاتی وی می‌تواند ضربان‌های قلب را دقیق طبقه‌بندی کند. این استادیار تأکید می‌کند که تحقیقاتش درواقع نقطه‌ی آغاز این مسیر است و او در حال برنامه‌ریزی نسخه‌های جدید تراشه و انواع الگوریتم‌های یادگیری ماشینی برای گسترش دستگاه‌هایی است که می‌تواند با آن‌ها ادغام شود.

درنهایت، می‌توان از چنین تراشه‌هایی برای ارسال هشدار به بیماران یا پزشکان یا تغییر خودکار داروها استفاده کرد. چنین اقدامی یکی از کاربردهای جذاب از هوش مصنوعی است؛ اما موانعی در این راه وجود دارد: به‌ همان اندازه که نظارت مداوم بر سلامت بدون مراجعه‌ی استرس‌زا به پزشک مفید به‌نظر می‌رسد، نحوه‌ و اینکه چه کسی چنین داده‌های حساسی را ازطریق تراشه کنترل می‌کند، نگرانی اخلاقی‌ای است که باید از قبل به آن رسیدگی کرد.