东方时讯网灵活的可穿戴电子产品正在进入日常使用，它们的全部潜力仍有待发挥。很快，这项技术可用于附着在皮肤上的精密医疗传感器，旨在执行健康监测和诊断。这就像拥有一个随时待命的高科技医疗中心。
美国能源部(DOE)阿贡国家实验室和芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)之间的一个项目正在开发这种类似皮肤的设备。领导该项目的是UChicagoPME的助理教授SihongWang，他在阿贡的纳米科学与技术部门被联合任命。
未来的可穿戴电子产品可以日常佩戴，甚至可以在明显症状出现之前检测出可能出现的健康问题，例如心脏病、癌症或多发性硬化症。该设备还可以对跟踪的健康数据进行个性化分析，同时最大限度地减少无线传输的需求。“同样的健康测量结果的诊断可能会因人的年龄、病史和其他因素而有所不同，”王说。“这样的诊断，在很长一段时间内不断收集健康信息，是非常数据密集型的。”
这样的设备需要收集和处理大量数据，远远超过当今最好的智能手表所能做的，而且它必须在非常小的空间内以非常低的功耗进行数据处理。
为了满足这一需求，该团队呼吁使用神经形态计算。这种人工智能技术通过对过去的数据集进行训练并从经验中学习来模仿大脑的运作。它的优势包括与可拉伸材料的兼容性、比其他类型的人工智能更低的能耗和更快的速度。
该团队面临的另一个主要挑战是将电子设备集成到一种类似皮肤的可拉伸材料中。任何电子设备的关键材料都是半导体。在当前用于手机和计算机的刚性电子产品中，这通常是固体硅芯片。可伸缩电子产品要求半导体是一种高度灵活的材料，但仍能导电。
该团队的类皮肤神经形态“芯片”由塑料半导体薄膜和可拉伸的金纳米线电极组成。即使拉伸到正常尺寸的两倍，他们的设备也能按计划运行，没有形成任何裂缝。
作为一项测试，该团队构建了一个人工智能设备并对其进行训练，以区分健康的心电图(ECG)信号和四种表明健康问题的不同信号。训练后，该设备在正确识别ECG信号方面的效率超过95%。
塑料半导体还在先进光子源(APS)的光束线8-ID-E上进行了分析，APS是位于阿贡的DOE科学办公室用户设施。暴露在强烈的X射线束下揭示了构成类似皮肤的设备材料的分子在长度加倍时如何重组。这些结果提供了分子水平的信息，以更好地了解材料特性。
“计划中的APS升级将使其X射线束的亮度增加多达500倍，”阿贡物理学家JoeStrzalka说。“我们期待在常规操作条件下研究设备材料，与带电粒子相互作用并改变其环境中的电势。我们将看到更多关于材料在分子结构响应的电影，而不是快照。水平。”更大的光束线亮度和更好的探测器将有可能测量材料对环境影响的反应软或硬。
“虽然在几个方面仍需要进一步发展，但我们的设备有一天可能会改变游戏规则，让每个人都能以更有效和更频繁的方式了解自己的健康状况，”Wang补充道。
这项研究发表在Matter杂志上，题为“使用人工智能在身体上处理健康数据的本质可拉伸神经形态设备”。