利用快速的技术发展来造福人类健康是一个全球性的运动,促进了生物医学工程研究的增长。一个快速发展的领域是可穿戴生物传感器,它们有可能通过数字工具和基于人工智能的医学改变医疗保健。
边缘计算和人工智能功能的进步通过可穿戴传感器显著提高了它们的智能,这对于物联网的人工智能至关重要。这种能力通过限制传感器设备和处理单元之间的数据传输也减少了能耗。这使得可穿戴设备能够在现场处理数据,促进即时处理、更快反馈,并减少对网络连接和外部设备的依赖。因此,这提高了效率,增强了隐私,增加了在健康监测、活动跟踪和智能可穿戴技术等领域的响应能力。
然而,现有传感器的计算能力有限,并且它们与软组织的机械不兼容可能导致运动失真,从而妨碍其在可穿戴应用中的实际使用。
为了解决这个问题,由香港大学电子与电子工程系的张世明教授带领的研究团队推出了一种革命性的可穿戴传感器内计算平台。该平台基于一种称为有机电化学晶体管(OECT)的先进微电子设备,专门为生物电子学设计。该团队开发了一种材料和制造的标准化协议,使OECT具备了可伸缩性。他们的研究结果是一个微电子平台,将传感、计算能力和灵活性融合成一个硬件单元,专门适用于可穿戴传感器内计算应用。
研究团队还创建了一个可访问的多通道打印系统,以简化传感器的大规模生产。通过将这些传感器与电路集成,他们展示了该平台在实时监测人类电生理信号方面的能力。他们的发现表明,即使在移动过程中也能实现一致的低功耗原位计算。
这项研究最近在《自然电子学》上发表,标题为“基于可伸缩有机电化学晶体管的可穿戴内传感器计算平台”。
“我们建立了一种可穿戴内传感器计算平台,利用非常规的软微电子技术,提供了人机接口、数字健康和人工智能医学等新兴领域长期寻求的硬件解决方案,”张教授表示。
研究团队对他们的工作能够扩大可穿戴技术和边缘人工智能在医疗保健中的应用边界充满信心。他们即将进行的工作将集中在改进平台和研究其在不同医疗环境中的潜在应用。
“这项开创性工作不仅突出了香港大学团队的创新潜力,还为可穿戴技术创造了新的可能性。团队致力于通过先进健康技术提高生活质量的承诺在这一重要成就中得到了充分体现,”张教授补充道。