新奇!IBM研发出首款“指甲传感器”,用于监测健康
2019/01/10
给手指甲装上“监测器”,测量握力,从而评估健康水平——这是IBM研究团队最新的研究成果。


指甲传感器(图片来源:IBM Lab)

中学阶段的体能测试中,有一项是握力测试;

幼儿、老年人生病,医生也会用手拉一拉患者的手,检测一下力量;

在一系列令人惊讶的健康问题中,握力(Grip strength)是一个有用的指标。

已有研究表明,它与帕金森病患者用药的有效性、精神分裂症患者的认知能力、个体心血管健康状况甚至于死亡率有关。

如何精准地测量握力?来自IBM的科学家们想出一招:通过测量指甲的活动,评估握力的实时变化。

他们研发出首款“手指甲传感器”(fingernail sensor)——通过给手指甲佩戴超灵敏的无线传感器,测量手指的活动,最终实现对健康状况的监测目标。

“指甲传感器”如何工作?

在日常生活中,手指触碰、抓握物体,或者仅仅弯曲或者伸直手指时,指甲会出现变形(以弯曲、移动两种形式为主)。这种变形幅度只有几微米,肉眼是察觉不到的。

科学家们设想通过传感设备检测这些微弱的变化。他们将设计的传感器粘附在指甲上,并进行了相关验证。相关研究成果发表在《Scientific Reports》期刊。

结果证实,借助传感器及一台电脑,可以从指甲弯曲、运动的频率和程度中获取有意义的数据,然后通过人工智能进行分析,转变成有医疗价值的信息。

具体而言,这一“指甲传感器”可以依据手指甲的变形规律区分典型的日常活动,例如需要旋转的手部活动(转动钥匙、拧门把手等)。

更巧妙的是,通过算法设计,研究人员可以根据传感器识别手指缩写的数字,且准确度非常高。


https://doi.org/10.1038/s41598-018-36834-x

有哪些医用价值?

最初,这一研究的目的是检测帕金森患者的用药情况。

他们将采集的数据传送至智能手表端,后者通过机器学习模型,评估用户运动迟缓、震颤等帕金森典型症状。这些信息或许可以用于评估帕金森药物的作用效果。

研究团队认为,未来,手指传感器会有更多的应用可能,例如帮助四肢瘫痪的患者实现交流。

参考资料:

Fingernail Sensors and AI Can Help Clinicians to Monitor Health and Disease Progression

Wearable Nail Deformation Sensing for Behavioral and Biomechanical Monitoring and Human-Computer Interaction

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