藥明康德AI/報(bào)道

你的手指甲也可以反映出身體的健康狀況嗎？近日，IBM團(tuán)隊(duì)推出了一種新型“指尖傳感器”，可以通過(guò)附著在手指甲上的傳感器系統(tǒng)，檢測(cè)用戶(hù)握力大小，并借此監(jiān)測(cè)用戶(hù)的健康狀況，尤其在是否存在帕金森病等精神疾病隱患方面，該傳感器的表現(xiàn)更加突出。該研究成果發(fā)表在了《Scientific Reports》上。

▲指甲上的傳感器可以檢測(cè)手指活動(dòng)（圖片來(lái)源：IBM blog）

研究表明，握力與帕金森病患者用藥的有效性、精神分裂癥患者的認(rèn)知功能、心血管健康狀況以及衰老相關(guān)疾病的死亡率相關(guān)。通常研究人員會(huì)采取在皮膚上安裝一個(gè)傳感器的方式，來(lái)捕捉動(dòng)作、肌肉和神經(jīng)細(xì)胞的健康狀況、以及汗腺活動(dòng)的變化等等，從而衡量一個(gè)人的情緒狀態(tài)。然而，由于一般需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)的對(duì)象通常為老年人，他們的皮膚狀態(tài)都比較脆弱，使用傳感器有時(shí)會(huì)引發(fā)皮膚感染等問(wèn)題。

然而，來(lái)自IBM的研究人員發(fā)現(xiàn)，我們手指甲可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。我們?nèi)粘Ｉ钪忻刻於忌俨涣耸褂秒p手與周?chē)氖挛镞M(jìn)行互動(dòng)，比如使用觸覺(jué)來(lái)感知物體的壓力、溫度和表面紋理等等。每當(dāng)我們用手指來(lái)抓或者握住什么東西，甚至僅僅彎曲或者伸直手指，我們的指甲都會(huì)出現(xiàn)變形，一般以彎曲或移動(dòng)這兩種形式為主。這種變形通常幅度只有幾微米，我們的肉眼是看不到的，但是如果使用傳感器的話，就可以非常輕易地檢測(cè)到。

▲傳感器檢測(cè)不同的手指運(yùn)動(dòng)，得到的數(shù)據(jù)（圖片來(lái)源：《Scientific Reports》）

因此，研究人員嘗試對(duì)手指甲在不同活動(dòng)中出現(xiàn)的變化進(jìn)行研究，并利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的力量來(lái)從數(shù)據(jù)中獲得有價(jià)值的見(jiàn)解。同時(shí)，由于指甲的堅(jiān)韌程度很高，因此也不用擔(dān)心傳感器可能帶來(lái)的各種皮膚問(wèn)題。

為了確認(rèn)自己想法的可行性，研究人員對(duì)這種傳感器進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，傳感器可以區(qū)分需要旋轉(zhuǎn)的一些手部活動(dòng)，例如轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙、擰門(mén)把手或者使用螺絲刀。研究人員甚至還訓(xùn)練了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，來(lái)檢測(cè)佩戴傳感器的手指所寫(xiě)的數(shù)字，其準(zhǔn)確度也非常之高。

這套神奇的系統(tǒng)由附在指甲上的一種名為應(yīng)變儀的傳感器和一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)組成，可以對(duì)應(yīng)變值進(jìn)行采樣，收集加速度計(jì)數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)傳送至智能手表端。接著，智能手表就可以運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)模型，來(lái)評(píng)估運(yùn)動(dòng)遲緩、震顫和運(yùn)動(dòng)障礙，而這些都是帕金森病的典型癥狀。

▲傳感器的工作示意圖（圖片來(lái)源：《Scientific Reports》）

研究人員表示，這種新型傳感器收集的數(shù)據(jù)有助于醫(yī)生更好地監(jiān)測(cè)患者的健康狀況，以及使用新療法或藥物進(jìn)行治療。同時(shí)，這項(xiàng)研究也為使用指尖結(jié)構(gòu)作為模型的新設(shè)備提供了靈感。說(shuō)不定有朝一日，這種黑科技還可以幫助四肢癱瘓者進(jìn)行交流呢。

原標(biāo)題：IBM新研究：僅憑手指甲就可以監(jiān)測(cè)身體的健康狀況？

參考資料：

[1] Fingernail Sensors and AI Can Help Clinicians to Monitor Health and Disease Progression. Retrieved December 28, 2018, from https://www.ibm.com/blogs/research/2018/12/fingernail-sensors/

[2] IBM's Fingernail Sensor Could Evaluate New Parkinson's Medications. Retrieved December 28, 2018, from https://futurism.com/the-byte/fingernail-sensor-monitors-health

[3] Sakuma, et al., (2018). Wearable Nail Deformation Sensing for Behavioral and Biomechanical Monitoring and Human-Computer Interaction. Scientific Reports, doi: https://doi.org/10.1038/s41598-018-36834-x