科技 | IBM开发指甲传感器 可追踪病人健康状况和疾病进展

根据国外媒体报道，IBM的研究人员开发了一种“指甲传感器”原型，这种原型利用人工智能和机器学习来监测和分析人类健康和疾病发展情况。

这种可穿戴的无线设备可以连续测量一个人的指甲如何弯曲和移动，并且是测量握力的一个关键指标。

尽管之前研发出基于皮肤的传感器可以帮助捕捉运动、肌肉和神经细胞的健康状况等信息，还可以反映一个人的情绪状态的强度，但这些传感器往往会引发更多问题，包括增老年患者感染的风险。

但IBM的这种新系统使用的是指甲弯曲作为信号，比如压力、温度和表面纹理的触觉感知。“当我们用指甲来抓、挠、甚至弯曲和伸展手指时，它们会出现变形，包括弯曲和移动，并且以一种微妙的方式。这种变形通常只有几微米的程度，肉眼是无法看见的。”研究人员表示。

据《科学报告》杂志报道，这款新设备由连接在指甲上的应变仪和一台小型电脑组成，它可以采集应变值、收集加速度计数据，并与智能手表进行通信。

这款传感器的运行了还结合了机器学习技术来评估运动迟缓、震颤和运动障碍等问题，这些都是帕金森症的症状。

研究人员表示，通过对手指末端进行计算，发现了指甲的一种新用途，那就是通过检测和表征指甲细微的运动。“有了这种传感器，我们可以获得健康状态的数据，并启用一种新型的用户界面。”

这项研究还启发了一种以指尖结构为模型的新装置，这种装置将来可能帮助四肢瘫痪患者进行更好的交流。

科技发展的脚步越来越快，人类已经置身于信息时代。作为最重要的信息获取技术之一，传感器技术受到高度重视，也得到了极大发展。随着技术的不断革新和突破，科学家们各显神通陆续开发出了五花八门的传感器，分别应用于日常生活、医疗护理等不同领域。下面，让我们一起来看一些最新的传感器小发明吧。

想减肥，但迈不开腿，又管不住嘴？没关系，微型牙齿传感器可以帮你控制饮食。节食是现在年轻人最热衷的减肥方法之一，但经常有人不但没减肥成功，一不小心还落了个营养不良。节食减肥最难的部分不是控制自己吃什么，而是每样东西该吃多少，食物的摄入量往往很难拿捏。

现在，减肥人士的福音来了！美国塔夫茨大学工程学院的研究人员新研发出一种微型牙齿传感器，它又小又薄，贴在牙齿上人几乎感觉不到它的存在。可别因为它的身形小就小瞧它，正是这么一个看似不起眼的东西，能全面监测你摄入营养素的种类和量，还能准确地将数据无线传送到你的手机上。如此一来，想要减肥的人就能更准确地控制自己进食的量。此外，微型牙齿传感器还可以通过监测应激激素等生化指标，来监测人的压力水平和心理状态。

这个微型传感器是如何工作的呢？两个方形金环的中间装有一层“生物反应”层，它能扫描并识别某些化学物质。当你吃东西时，传感器会根据食物中不同的化学成分，传输不同频谱的射频波，分别代表特定的信息。目前为止，成功通过实验的有水、苹果汁、带盐的汤、漱口水和酒精。研究人员表示，理论上他们可以修改传感器的生物反应层，让它识别更多其他的化学物质，而且传感器在经过技术改良后，可以贴在牙齿以外的地方，还能动态读取和传输收集到的信息。

减肥人士可以依靠微型牙齿传感器监督自己的饮食，在它的帮助下养成一个营养均衡的饮食习惯。研究人员指出，传感器目前仍处于完善阶段，未来它不但能知道你吃了什么、吃了多少，还可以告诉你消耗了多少能量。相信在不久的将来，功能齐全、小巧方便的微型牙齿传感器将会成为最热门的新发明之一。

日本东京大学的研究人员也不甘落后，新研发出一款用于医疗领域的超薄电子皮肤传感器。电子皮肤中嵌入了一个微型LED阵列，可以显示数字、符号和简单的动画。它首先使用纳米电极测量穿戴者心电图等情况，再实时显示在LED屏上。只要在电子皮肤的贴合面喷点水，溶解其中的聚乙烯醇(PVA)水溶性聚合物，就能让电子皮肤紧贴在身上。以前的电子皮肤透气性极差，容易引起佩戴者皮肤的不适，甚至发炎，而这款新型的电子皮肤由薄而柔软的材质制成，透气性极强，还可以自由变形，可以连续佩戴一周且不会引起任何不适。

若是一个会动的屏幕“长在”人身体上可见的地方，大家肯定会忍不住多看两眼，身边的人也可以通过它了解佩戴者的身体状况。因此，这款电子皮肤传感器或许能成一种针对老年人或家庭的健康监测系统，一旦佩戴者的身体出现异常，传感器会及时将情况反映在屏幕上。研究人员表示，未来还将在传感器中加入无线通讯设备，病人的各项数据可以上传到云端，待病人出院回家后，医生仍然可以用电脑或手机远程监控病人的身体状况，遇到问题就能及时采取应对措施。这款令人满心期待的电子皮肤传感器相信再过不久就能大规模投入使用，它将大大提高人类的生活质量。

诸如此类的传感器还有许多，有些和它们一样正处在开发阶段，还有些早已经投入使用，例如用于环境监测的PM2.5传感器、用于机器人自动导航的超声波传感器等。随着无线传感器网络的深入研究和广泛应用，传感器应用已经逐渐渗入到人类生活的各个领域且受到业内人士的高度重视。

目前，在医疗护理、环境监测、可穿戴设备、汽车电子产品等领域，各种传感器的的开发已蔚然成风，传感器的市场需求可以说是有增无减，各国科学家们也在相互奋力追赶，不断创新和完善传感器功能。未来，或许一个指甲盖那么大的东西就能监控你的精神状况；一张形似膏药片的薄膜贴在身上，就能代替运动手环记录你的运动量和身体耗能情况，还可以根据你的身材为你量身打造最合适的饮食方案……

      美国Beauty Technology 创始人 Katia Vega的想法是：将毛发、指甲、皮肤等作为介质，植入相应的电子器件。在公司成立的这几年时间，Katia Vega 带领团队对技术的可穿戴应用做了不少的尝试。

　　Beauty Technology 其中一个项目——可用于传输信息的假发。在假发中隐藏电路，女生可以适当拼接一些到自己的长发中，在跟人谈话时还能假装玩弄头发，触碰电路实现对手机、平板的操控(如发送信息)，就可以把自己想象成 007 里面的特工一样。

　　又比如在指甲片设备中嵌入 RFID、磁体等，真正的把技术做到了指尖。你可以利用它们「空中弹琴」，或者实现解锁房门、操作电子设备等。

　　这些应用在我们看来，意义似乎也只是「炫技」、「好玩」，其实他们研究这些技术的一部分愿景也在于帮助特殊人群能够生活得更便利。

　　他们将感应相关电子元器件植入假睫毛中，佩戴者可通过眨眼控制灯光、无人机等。Katia Vega 希望这项技术能够被最终应用在行动不便的人身上，例如通过眨眼来控制身边的电器。

　　目前，Katia Vega 正在还带领团队与 MIT 进行一项与生物技术相关的工程。在这项工程里，他们利用生物技术代替电子元器件，这样做的好处在于，设备无需电池供电也能运作。在身体某些分子的作用下，该设备会改变颜色以传达特定的信息。

　　他们将这种生物技术隐藏在纹身上，这样便能够测量血液中的酸碱度和钠、糖水平等，并通过不同的颜色表示特定的 PH 值。至于该产品的主要应用，可以是有需要经常进行血液测试的糖尿病患者或者患有其他疾病的人。又或者是在动物身上，将身体内的信息转化成我们能够看得懂的信号。

　　Katia Vega 表示，他们在研究过程中会遇到各种挑战，包括每个人不同的肤质等。

　　“我们在探索更多的可能性，将不可能变成可能是我们一切动力的来源，这些技术能够放大人的能力，而我们也一直在思考人与设备之间的联系，以及如何利用技术实现这一切。”Katia Vega 说道。

（来源：人工智能和大数据）