IBM Research berbicara tentang mengembangkan sensor kuku yang dapat dipakai yang membantu menganalisis dan melacak gejala dan perkembangan penyakit yang terkait dengan gangguan gerakan dan banyak lagi.
Data parameter seperti kekuatan kompresi di mana jari seseorang beroperasi pada objek untuk tujuan medis sangat berguna untuk penggunaan analitis dalam berbagai penyakit manusia.
Array data real-time kemudian dapat digunakan untuk menganalisis efektivitas pemberian obat pada orang dengan penyakit Parkinson, tingkat gangguan kognitif pada skizofrenia, pemantauan keadaan kardiovaskular dan mendiagnosis penyebab kematian akibat penyakit pada usia tua.
Di IBM Research, salah satu tugas penelitian utama adalah untuk lebih memahami efek progresif penyakit pada keadaan umum kesehatan manusia menggunakan lingkungan digital modern, serta bagaimana AI (selanjutnya disebut sebagai Kecerdasan Buatan) dengan menganalisis sejumlah besar data yang diperoleh di tujuan medis, tanpa rasa sakit dapat mempelajari keadaan saat ini dari parameter tertentu dari tubuh manusia di lingkungan alaminya, berpotensi menunjukkan indikator kritis dan memprediksi pilihan untuk maju pasien untuk memahami vektor yang benar untuk perawatan lebih lanjut.
Dalam sebuah
penelitian baru yang diterbitkan dalam jurnal Scientific Reports, tim IBM Research menguraikan secara terperinci prototipe jenis pertama dari "sensor kuku nirkabel", yang membantu dalam kontrol waktu-nyata dari beberapa parameter yang berhubungan langsung dengan kesehatan manusia.
Perangkat nirkabel yang dapat dipakai terus mengukur data tentang tekanan saat ini, tekukan, dan pergerakan elemen-elemen kuku seseorang, yang merupakan indikator utama untuk menentukan parameter gaya tangkap.
Proyek ini dimulai dengan upaya untuk menganalisis secara digital beberapa data status untuk pasien dengan penyakit Parkinson. Tetapi segera ada kesulitan ketika bekerja dengan mendapatkan data.
Karena itu perlu untuk menganalisis dan mengukur kelompok kontrol pasien, yang sebagian besar adalah lansia, dan situasinya diperburuk oleh fakta bahwa pada kelompok usia tersebut masalah negara dan memperoleh data dari kulit sangat sulit, karena kulit pasien sering tipis, longgar dan lembek .
Salah satu metode untuk mengukur perkembangan penyakit Parkinson adalah dengan menghubungkan kompleks sensor ke kulit pasien, yang kemudian mencatat parameter seperti pergerakan bagian tubuh, kontraksi otot, aktivitas sel saraf, dan perubahan aktivitas kelenjar keringat, yang membantu menganalisis intensitas keadaan emosi seseorang.
Namun, sayangnya, pada banyak pasien usia lanjut, menghubungkan sensor seperti itu langsung ke kulit sering menyebabkan ketidaknyamanan dan masalah medis negatif lainnya, termasuk infeksi.
Di sinilah solusi baru diperlukan untuk menempatkan sensor (atau bahkan satu, tetapi sensor kompleks, seperti yang terjadi kemudian). Jadi, kami menggunakan sensor paku dari desain khusus dan sekarang kami dapat menggunakan potensinya dalam kenyataan.
Kami berinteraksi dengan ribuan objek sepanjang hari, menggunakan tangan kami hampir sepanjang waktu, sejumlah besar data, seperti sensasi sentuhan dari tekanan, suhu, tekstur permukaan dan banyak lagi, sekarang dapat didigitalkan dan dianalisis.
Tim kami menyadari bahwa sekarang mungkin untuk menerima sinyal secara digital tentang bagaimana kuku menekuk di siang hari, ketika kami menggunakan jari kami untuk berinteraksi dengan lingkungan, dan menggunakan kecerdasan buatan dan kemampuan pembelajaran mesin lebih lanjut, kami dapat menerapkan program untuk analisis dan kontrol banyak indikator medis manusia yang berasal dari data ini.
Salah satu fungsi kuku manusia adalah memfokuskan ujung jari pada objek yang dimanipulasi. Ternyata kuku kita selalu berubah bentuk, membengkokkan dan mengalami gerakan stereotip ketika kita menggunakan jari kita untuk mengambil benda dan bahkan ketika menekuk dan meluruskan jari kita.
Deformasi ini biasanya dari urutan mikron dan tidak terlihat dengan mata telanjang. Namun, ini dapat dideteksi dengan cukup sederhana menggunakan berbagai rangkaian alat ukur regangan yang dikonfigurasi dengan benar.
Sebagai contoh, rambut manusia yang khas memiliki diameter 50 hingga 100 mikron, dan sel darah merah biasanya memiliki lebar kurang dari 10 mikron.
Karena kuku manusia sangat tahan lama, kami memutuskan untuk menempelkan sistem sensor dari sensor kami langsung ke kuku, tanpa khawatir tentang masalah yang sebelumnya terjadi ketika sensor melekat pada kulit.
Percobaan kami dengan dinamometer menunjukkan bahwa kami bisa mendapatkan sinyal yang cukup stabil dari permukaan kuku untuk menganalisis lebih lanjut data tentang kekuatan cengkeraman untuk berbagai jenis gerakan jari.
Kami juga menemukan bahwa gerakan jari yang halus pun dapat dianalisis dari data deformasi kuku.
Kami dapat membedakan antara kegiatan sehari-hari yang khas yang meliputi pronasi (gerakan rotasi tungkai) dan supinasi (gerakan rotasi tungkai), seperti memutar kunci, membuka pegangan pintu atau menggunakan obeng.
Titik yang lebih halus dari pengembangan perangkat lunak kami adalah analisis dan perekaman gerakan jari selama penulisan, kami melatih jaringan saraf dan mencapai akurasi 94% dalam mengenali angka yang ditulis dengan jari di mana sensor berada.
Faktanya, sistem kami terdiri dari serangkaian alat pengukur regangan mikro yang terpasang pada permukaan kuku, sebuah komputer kecil yang mengukur nilai regangan dari sensor secara real time, mengumpulkan data accelerometer dan menukar data yang diterima dengan jam tangan pintar atau perangkat nirkabel lainnya.
Program analisis juga menggunakan model pembelajaran mesin untuk menilai terjadinya bradikinesia, tremor, dan diskinesia, yang merupakan gejala penyakit Parkinson.
Dengan demikian, menerima data digital dari ujung jari kami, kami menemukan aplikasi baru untuk kuku kami, mendeteksi dan mengkarakterisasi pergerakan halus mereka dan perubahan dalam parameter mereka.
Perkembangan kami akan membantu mendeteksi perkembangan sejumlah besar penyakit, dan juga akan memungkinkan untuk mengevaluasi efektivitas metode perawatan yang diterapkan yang dirancang untuk memperlambat kondisi ini.
Penggunaan lebih lanjut dari sistem yang didasarkan pada sensor kuku tersebut akan berfungsi sebagai sumber inspirasi untuk tahap awal penemuan perangkat komunikasi untuk pasien dengan kelumpuhan empat ekstremitas, yang dulunya dapat membantu paralitik berkomunikasi.
