«جلد مغناطيسي» لمراقبة العلامات الحيوية بالجسم

طوّره باحثون في «جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية» بالسعودية

الجلد المغناطيسي يمكن ارتداؤه باليد
الجلد المغناطيسي يمكن ارتداؤه باليد
TT

«جلد مغناطيسي» لمراقبة العلامات الحيوية بالجسم

الجلد المغناطيسي يمكن ارتداؤه باليد
الجلد المغناطيسي يمكن ارتداؤه باليد

طوّر فريق بحثي دولي يقوده باحثون في «جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية» السعودية، جلداً مغناطيسياً مرناً وغير محسوس يمكن استخدامه في العديد من التطبيقات، وتم الإعلان عن هذا الابتكار في العدد الأخير من دورية تقنيات المواد المتقدمة «Advanced Materials Technologies» الشهرية. ويسمح هذا الجلد عندما يرتديه البشر بإمكانية تتبعهم بسهولة بواسطة جهاز استشعار مغناطيسي يوضع داخل نظارات العين مثلاً أو يخبأ في نسيج قريب من الشخص، وهو ما يجعله فعالاً في مساعدة الأشخاص ذوي الإعاقة، ومساعدة الأطباء على مراقبة العلامات الحيوية لمرضاهم، مثل النبض والضغط.
ووفق تقرير نشره موقع «TechXplore»، أول من أمس، عن هذا الاختراع، فإن هذه النوعية الجديدة من الجلود الاصطناعية تختلف عن غيرها في أنها لا تحتاج إلى إلكترونيات أو بطاريات أو أسلاك، وهو ما يجعلها غير محسوسة بالنسبة لمرتديها.
ويقول عبد الله المنصوري، أحد الباحثين الذين أجروا الدراسة إن «الجلود الاصطناعية كلها تتعلق بتوسيع حواسنا أو قدراتنا، لكن التحدي الكبير في تصنيعها هو تحقيق الراحة أثناء الارتداء، وهذا صعب تحقيقه».
ويضيف: «الجلد الذي تم تطويره مغناطيسي ورقيق ومرن وخفيف الوزن، وعندما يرتديه المستخدم يمكن تتبعه بسهولة بواسطة جهاز استشعار مغناطيسي قريب، على سبيل المثال، إذا كان المستخدم يرتديه على جفنه، فإنه يسمح بتتبع حركات عينه، وهو مفيد لدراسة نوعية النوم التي تهم مختبرات النوم أو مراقبة أمراض العيون، وفي حالة ارتدائه بالأصابع، يمكن أن يساعد ذلك في مراقبة العلامات الحيوية للشخص».
ويتكون الجلد من مادة مغناطيسية مرنة للغاية يمكن ارتداؤها، وتم تحضيرها عن طريق خلط المطاط الصناعي مع مسحوق مغناطيسي ثم تجفيف هذا الخليط في درجة حرارة الغرفة، وعند اكتمال عملية التصنيع البسيطة والفعالة، يتم مغنطة المواد باستخدام مغناطيس كهربائي أو دائم، ثم يتم الانتهاء من النظام من خلال دمج مستشعر مغناطيسي.
ويوضح المنصوري أن ميزة هذا الجلد أنه يلغي الحاجة إلى أي إلكترونيات على الجلد نفسه، وبالتالي يقلل من التعقيد الناشئ عن استخدام الأسلاك والبطاريات، هناك سمة أخرى، وهي أنه يمكن تصنيعه بأي شكل أو لون.



الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
TT

الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)

طُوّر جهاز فك ترميز يعتمد على الذكاء الصناعي، قادر على ترجمة نشاط الدماغ إلى نص متدفق باستمرار، في اختراق يتيح قراءة أفكار المرء بطريقة غير جراحية، وذلك للمرة الأولى على الإطلاق، حسب صحيفة «الغارديان» البريطانية.
وبمقدور جهاز فك الترميز إعادة بناء الكلام بمستوى هائل من الدقة، أثناء استماع الأشخاص لقصة ما - أو حتى تخيلها في صمت - وذلك بالاعتماد فقط على مسح البيانات بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي فقط.
وجدير بالذكر أن أنظمة فك ترميز اللغة السابقة استلزمت عمليات زراعة جراحية. ويثير هذا التطور الأخير إمكانية ابتكار سبل جديدة لاستعادة القدرة على الكلام لدى المرضى الذين يجابهون صعوبة بالغة في التواصل، جراء تعرضهم لسكتة دماغية أو مرض العصبون الحركي.
في هذا الصدد، قال الدكتور ألكسندر هوث، عالم الأعصاب الذي تولى قيادة العمل داخل جامعة تكساس في أوستن: «شعرنا بالصدمة نوعاً ما؛ لأنه أبلى بلاءً حسناً. عكفت على العمل على هذا الأمر طيلة 15 عاماً... لذلك كان الأمر صادماً ومثيراً عندما نجح أخيراً».
ويذكر أنه من المثير في هذا الإنجاز أنه يتغلب على قيود أساسية مرتبطة بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، وترتبط بحقيقة أنه بينما يمكن لهذه التكنولوجيا تعيين نشاط الدماغ إلى موقع معين بدقة عالية على نحو مذهل، يبقى هناك تأخير زمني كجزء أصيل من العملية، ما يجعل تتبع النشاط في الوقت الفعلي في حكم المستحيل.
ويقع هذا التأخير لأن فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تقيس استجابة تدفق الدم لنشاط الدماغ، والتي تبلغ ذروتها وتعود إلى خط الأساس خلال قرابة 10 ثوانٍ، الأمر الذي يعني أنه حتى أقوى جهاز فحص لا يمكنه تقديم أداء أفضل من ذلك.
وتسبب هذا القيد الصعب في إعاقة القدرة على تفسير نشاط الدماغ استجابة للكلام الطبيعي؛ لأنه يقدم «مزيجاً من المعلومات» منتشراً عبر بضع ثوانٍ.
ورغم ذلك، نجحت نماذج اللغة الكبيرة - المقصود هنا نمط الذكاء الصناعي الذي يوجه «تشات جي بي تي» - في طرح سبل جديدة. وتتمتع هذه النماذج بالقدرة على تمثيل المعنى الدلالي للكلمات بالأرقام، الأمر الذي يسمح للعلماء بالنظر في أي من أنماط النشاط العصبي تتوافق مع سلاسل كلمات تحمل معنى معيناً، بدلاً من محاولة قراءة النشاط كلمة بكلمة.
وجاءت عملية التعلم مكثفة؛ إذ طُلب من ثلاثة متطوعين الاستلقاء داخل جهاز ماسح ضوئي لمدة 16 ساعة لكل منهم، والاستماع إلى مدونات صوتية. وجرى تدريب وحدة فك الترميز على مطابقة نشاط الدماغ للمعنى باستخدام نموذج لغة كبير أطلق عليه «جي بي تي - 1»، الذي يعتبر سلف «تشات جي بي تي».