一種柔性多模態(tài)可穿戴傳感器貼片

由日本北海道大學(xué)和東京大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，制造出一種柔性多模態(tài)可穿戴傳感器貼片，并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的邊緣計(jì)算軟件。該軟件能夠安裝在智能手機(jī)上，通過(guò)分析傳感器收集的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)用戶是否出現(xiàn)心律失常、咳嗽和跌倒等情況。這項(xiàng)研究于21日發(fā)表在《設(shè)備》雜志上。

可穿戴傳感器是可以佩戴在身上并檢測(cè)身體狀態(tài)的設(shè)備，屬于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的一部分，在健康監(jiān)測(cè)方面展現(xiàn)出巨大潛力。這些傳感器會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，人們需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理才能理解。在傳感器或其連接的設(shè)備上（而非云端遠(yuǎn)程服務(wù)器）處理這些數(shù)據(jù)的計(jì)算領(lǐng)域，被稱(chēng)為邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算是可穿戴傳感器技術(shù)的關(guān)鍵要素。

此次，研究團(tuán)隊(duì)制造的傳感器能夠監(jiān)測(cè)心臟活動(dòng)、呼吸、皮膚溫度以及由出汗引起的濕度。在確認(rèn)其適合長(zhǎng)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(gè)藍(lán)牙模塊，可連接到智能手機(jī)。

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傳感器貼片連接到包含藍(lán)牙模塊的處理器（電路），由電池供電。藍(lán)牙模塊將傳感器貼片連接到手機(jī)以記錄數(shù)據(jù)。

該團(tuán)隊(duì)首先在3名志愿者身上測(cè)試了傳感器貼片檢測(cè)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(cè)他們?cè)跐袂蚝谇驕囟龋ㄓ糜诖_定是否可能有熱應(yīng)激）為22℃和29℃以上時(shí)的生命體征。團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)程序來(lái)處理記錄的數(shù)據(jù)，以檢測(cè)其他癥狀，如心律失常、咳嗽和跌倒。同時(shí)，他們?yōu)橹悄苁謾C(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)邊緣計(jì)算應(yīng)用程序，可進(jìn)行同樣分析，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率超過(guò)了80%。

這項(xiàng)研究的重大進(jìn)展在于，將多模態(tài)柔性傳感器、實(shí)時(shí)機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和使用智能手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程生命體征監(jiān)測(cè)相結(jié)合，提出了一種基于貼片的邊緣計(jì)算系統(tǒng)的概念。未來(lái)，該系統(tǒng)將在日常生活中檢測(cè)身體的早期疾病跡象，還可用于遠(yuǎn)程醫(yī)療或診斷中。