La tecnología de interfaz hombre-máquina encriptada de un solo toque revela la fisiología del usuario |Escuela de Ingeniería UCLA Samueli

2022-08-14 10:33:47 By : Ms. Aillen Liu

Investigadores de la UCLA y la Universidad de Stanford han desarrollado una tecnología segura, no invasiva y de un solo toque que utiliza sensores químicos recubiertos de hidrogel y un marco de interpretación de señales que puede presentar información detallada sobre la composición de la sangre de un individuo, como metabolitos, hormonas, nutrientes y productos farmacéuticos. así como oxígeno en la sangre, todo con solo presionar un dedo.El primer sistema de su tipo se basa en tecnologías anteriores de detección de la piel desarrolladas por los investigadores, y recientemente se publicó un artículo que describe la nueva tecnología en Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).Una posible aplicación de la tecnología es incorporar los sensores en los volantes de los automóviles sin llave para medir los niveles de alcohol y drogas en la sangre.Esto puede ayudar a prevenir la conducción bajo la influencia (DUI) de drogas o alcohol que pueden afectar la capacidad del conductor para operar un vehículo de manera segura."Esta tecnología táctil puede servir como una interfaz hombre-máquina para percibir e interpretar lo que hay dentro del cuerpo de alguien", dijo el líder del estudio y autor principal Sam Emaminejad, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Escuela de Ingeniería UCLA Samueli.“Proporciona información mucho más rica sobre nuestra salud que los biosensores táctiles actuales, como los oxímetros de pulso”.El sistema, descrito por los investigadores como una "interfaz criptográfica de máquina biohumana" o CB-HMI, utiliza sensores químicos delgados recubiertos de hidrogel para recolectar y detectar moléculas particulares que circulan en la piel a través de la transpiración natural.CB-HMI también recopila la frecuencia cardíaca y los niveles de oxígeno en la sangre.“Esto combina la familiaridad de un escaneo de huellas dactilares, como el que desbloquea algunos modelos de teléfonos inteligentes, con nuestros avances en diagnósticos no invasivos que pueden detectar trazas de moléculas que circulan en nuestro cuerpo que se han recolectado tradicionalmente en muestras de sangre, saliva y otros fluidos. ”, dijo Emaminejad, quien también es miembro del Instituto de Nanosistemas de California.“Es importante destacar que también puede encriptar los datos en el punto de recopilación al aprovechar la huella digital única del individuo como clave, por lo que los datos recopilados permanecen seguros y privados”.“Esta tecnología táctil puede servir como una interfaz hombre-máquina para percibir e interpretar lo que hay dentro del cuerpo de alguien”, dijo Sam Emaminejad.Para sus experimentos, los investigadores desarrollaron sensores delgados recubiertos de hidrogel para medir los niveles de etanol y paracetamol en los participantes.Integraron estos sensores con otros biosensores y un escáner de huellas dactilares y desarrollaron algoritmos complementarios para descifrar la información."El sistema autenticó al usuario antes de continuar con los siguientes pasos", dijo el autor principal Shuyu Lin, estudiante de doctorado de la UCLA y miembro del Laboratorio de Bioelectrónica Interconectada e Integrada (I²BL) de Emaminejad.“También aplicamos nuestra interfaz para crear un dispensador inteligente de medicamentos que dispensa solo la cantidad adecuada de acetaminofén según los niveles actuales en la sangre”.Los investigadores prevén que dichas interfaces podrían extenderse y aplicarse para crear entornos "inteligentes" que se adapten a las necesidades de las personas.Además de incorporar el sistema a la maquinaria pesada para garantizar que sus operadores estén autorizados y en buenas condiciones físicas para operar las máquinas, los investigadores dijeron que la tecnología también podría usarse para el monitoreo remoto de pacientes.Cuando se conecta a una computadora portátil o tableta, el sistema puede transmitir información fisiológica detallada en tiempo real de un paciente a un médico durante una visita de video.Los otros autores principales del artículo publicado por PNAS son los estudiantes graduados de Emaminejad y los miembros del laboratorio Jialun Zhu y Wenzhuo Yu.Otros autores de UCLA de su laboratorio incluyen a Bo Wang, Kiarash Sabet, Yichao Zhao, Xuanbing Cheng, Hannaneh Hojaiji, Haisong Lin y Jiawei Tan.Los otros autores principales son el Dr. Carlos Milla, profesor de pediatría en la Escuela de Medicina de Stanford y Ronald Davis, profesor de bioquímica y genética en la Universidad de Stanford y director del Centro de Tecnología del Genoma de Stanford.La investigación cuenta con el apoyo del programa de Salud Inteligente y Conectada de la Fundación Nacional de Ciencias, Tecnologías Avanzadas Precisas y Sistemas de Salud para Poblaciones Desatendidas (PATHS-UP), la Fundación PhRMA, la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA y una Beca de Examen Preliminar de Ingeniería Eléctrica e Informática de UCLA para Shuyu Lin .El Grupo de Desarrollo de Tecnología de UCLA ha solicitado una patente estadounidense provisional sobre la tecnología para Emaminejad y los tres autores principales.