Ứng dụng đột phá công nghệ vào y khoa

Một nhóm nhà nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật Điện và Khoa học Máy tính Đại học Penn State (Mỹ) nhắm đến việc hỗ trợ chăm sóc sức khỏe và thực tế mở rộng - bao gồm thực tế ảo, thực tế tăng cường và hỗn hợp - với chiếc nhẫn cảm biến thông minh OmniRing. Chiếc nhẫn sử dụng cả cảm biến đơn vị đo lường quán tính (IMU), có thể nắm bắt vị trí, tốc độ và chuyển động quay của ngón tay cũng như cảm biến chụp ảnh thể tích khí (PPG), sử dụng ánh sáng hồng ngoại đo sự thay đổi thể tích trong tuần hoàn máu.

Nhẫn thông minh chăm sóc sức khỏe và thực tế mở rộng

Cảm biến IMU được sử dụng để phát hiện và theo dõi chuyển động của ngón tay, còn cảm biến PPG thu thập và phân tích mọi chỉ số sức khỏe như nhịp tim, mức đường huyết và độ bão hòa oxy.

Mahanth Gowda, trợ lý Giáo sư Khoa học Máy tính và Kỹ thuật Máy tính Đại học Penn State, cho biết: “Dữ liệu cảm biến cung cấp thông tin phong phú để có thể nắm bắt được sự căng thẳng và tâm trạng của người đeo, đồng thời đề xuất hoạt động như thiền định và thư giãn. Chúng tôi hiện đang khám phá một số ứng dụng sâu hơn ở giao điểm của cảm biến, máy học và  Internet of Things (IoT) để mở rộng khả năng của những gì có thể đạt được trong kích thước nhỏ tiện lợi của một chiếc nhẫn”.

Ứng dụng đột phá công nghệ vào y khoa -0
Edward Wang - tác giả chính của nghiên cứu, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại UCSD.

Không giống như đồng hồ thông minh, OmniRing không có màn hình và do đó hỗ trợ thời lượng pin dài hơn. Điều này giúp bạn đeo nhẫn mọi lúc, kể cả khi ngủ và bơi, giúp nhẫn thông minh thu được những mức độ thông tin cảm nhận sâu hơn và mật thiết hơn.

Taiting Lu, Tiến sĩ và trưởng nhóm phần cứng OmniRing, bình luận: “Hy vọng của chúng tôi là đưa công nghệ này thành hiện thực. Vì chiếc nhẫn thông minh có nhiều tiềm năng giúp ích cho con người trong tương lai nên chúng tôi không muốn giới hạn nó trong phòng thí nghiệm mà đưa nó ra thế giới thực”.

Để đạt được mục tiêu đó, nhóm nghiên cứu đã trở thành những người đầu tiên phát triển nhẫn thông minh với thiết kế mã nguồn mở - nghĩa là tiết lộ đầy đủ mọi chi tiết về phần cứng, phần mềm của mình. Điều này sẽ cho phép cộng đồng nghiên cứu tìm hiểu cũng như phát triển mọi trường hợp sử dụng tiềm năng thú vị cho công nghệ. Lu nhấn mạnh dự án là thành tựu của tinh thần đồng đội, với mọi thành viên đều đóng vai trò quan trọng trong việc đưa công nghệ vào thực tế.

Hao Zhou, Tiến sĩ và trưởng nhóm học máy OmniRing, chia sẻ: “Chúng tôi hình dung vai trò quan trọng của OmniRing trong tương lai: mọi cá nhân sẽ có thể dễ dàng tương tác với những thiết bị được kết nối của họ bằng cách sử dụng chuyển động của tay. Dữ liệu cảm xúc và sức khỏe cá nhân được chuyển tiếp có chọn lọc trong thời gian thực, cho phép các thiết bị xung quanh diễn giải thông tin và phản hồi một cách thích hợp. Nói cách khác, mục tiêu của chúng tôi là cố gắng đảm bảo rằng OmniRing xứng đáng với tên gọi của nó”.

Ứng dụng đột phá công nghệ vào y khoa -0
OmniRing có thể đeo mọi lúc, kể cả khi ngủ và bơi, giúp nhẫn thu được các mức độ thông tin cảm nhận sâu hơn và mật thiết hơn.

Nhóm nhà nghiên cứu cho biết, ngoài việc chăm sóc sức khỏe, chiếc nhẫn thông minh còn có khả năng cho phép nhận dạng và dịch ngôn ngữ ký hiệu bằng cách tích hợp với các cảm biến khác. Để làm được điều này, nhóm nhà nghiên cứu tích cực hợp tác với Kenneth DeHaan - giám đốc chương trình Thạc sĩ Nghệ thuật về Giáo dục Ngôn ngữ Ký hiệu tại Đại học Gallaudet ở Washington, DC, và là thành viên của cộng đồng người Khiếm thính.

Lu giải thích nhóm nghiên cứu và DeHaan đã khám phá những thách thức có thể giải quyết bằng công nghệ như vậy. DeHaan nhấn mạnh một tình huống phổ biến với nhóm: “Thường thì ở một nơi công cộng, chẳng hạn như quán cà phê, nhân viên pha chế hoặc người phục vụ thường thiếu kiên nhẫn để hỗ trợ khi khách hàng ghi đơn đặt hàng, làm giảm giá trị của khách hàng và trải nghiệm mua sắm của họ. Điều này là lý do tại sao chúng tôi muốn tạo sân chơi bằng công nghệ này”.

Nhóm OmniRing cũng tham gia vào Happy Valley LaunchBox do PNC Bank Idea TestLab cung cấp, một chương trình kéo dài 4 tuần giúp bất kỳ ai có ý tưởng kết nối với khách hàng tiềm năng để xác định rõ hơn vấn đề và giải pháp tiềm năng. Lu cho biết nhóm của mình cũng có cơ hội hợp tác với Alert Heart, một công ty khởi nghiệp khác của Penn State, đang phát triển một thiết bị có khả năng phát hiện các cơn đau tim không dây và cảnh báo cho người chăm sóc.

Lu nói: “Tôi chắc chắn sẽ giới thiệu khóa học ngắn hạn cho các nhà nghiên cứu khác. Sẽ là một điểm khởi đầu tốt nếu bạn có một sản phẩm, tài trợ nghiên cứu và một nguyên mẫu. Nó mang lại cho bạn nhiều kinh nghiệm và bạn có thể học cách đưa công nghệ từ phòng thí nghiệm vào đời thực”.

Ứng dụng đột phá công nghệ vào y khoa -0
Mahanth Gowda, Trợ lý Giáo sư Khoa học Máy tính và Kỹ thuật Máy tính Đại học Penn State.

Nhóm nhà nghiên cứu cho biết, hiện tại OmniRing đã được thử nghiệm và có thể phát hiện chuyển động của bàn tay và ngón tay 3D. Bước tiếp theo của nhóm là lập trình chiếc nhẫn để nhận dạng chuyển động của bàn tay và ngón tay, cũng như triển khai các tính năng chăm sóc sức khỏe như theo dõi nhịp tim và độ bão hòa oxy. Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm kiếm cơ hội hợp tác để nghiên cứu và thương mại hóa sản phẩm.

Theo dõi huyết áp bằng điện thoại thông minh

Một nhóm kỹ sư phát triển và “chiếc kẹp” chi phí thấp, thân thiện với người dùng để theo dõi huyết áp. Một nhóm kỹ sư tại Đại học California San Diego (UCSD) phát triển một ứng dụng điện thoại thông minh và “chiếc kẹp” đơn giản, chi phí thấp sử dụng máy ảnh và đèn flash điện thoại thông minh theo dõi huyết áp trên đầu ngón tay người dùng.

Chiếc kẹp hoạt động mà không cần hiệu chuẩn, đồng thời cung cấp giải pháp thay thế hợp lý cho các phương pháp theo dõi huyết áp truyền thống. Công nghệ này đã cho thấy kết quả tương đương với vòng bít đo huyết áp trong loạt thử nghiệm ban đầu, sẽ được thương mại hóa bởi Billion Labs Inc. Chiếc kẹp hoạt động với ứng dụng điện thoại thông minh tùy chỉnh và hiện có giá… dưới 1 USD để thực hiện.

Nhóm nhà nghiên cứu ước tính chi phí mỗi chiếc có thể thấp hơn nữa khi được sản xuất ở quy mô lớn. Nhóm nhà nghiên cứu cho biết chiếc kẹp giúp theo dõi huyết áp thường xuyên dễ dàng, giá cả phải chăng và dễ tiếp cận đối với những người trong cộng đồng nghèo tài nguyên. Ví dụ, chiếc kẹp mang lại lợi ích cho người lớn tuổi cũng như phụ nữ mang thai trong việc kiểm soát tình trạng sức khỏe như tăng huyết áp.

Ứng dụng đột phá công nghệ vào y khoa -0
Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm kiếm cơ hội hợp tác để nghiên cứu và thương mại hóa sản phẩm OmniRing.

Yinan (Tom) Xuan, tiến sĩ kỹ thuật điện và máy tính tại UCSD, báo cáo: “Chúng tôi tạo ra một giải pháp rẻ tiền để hạ thấp rào cản đối với việc theo dõi huyết áp”. Edward Wang - tác giả chính của nghiên cứu, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại UCSD - cho biết: “Bạn có thể được cung cấp một chiếc kẹp theo dõi huyết áp khi khám sức khỏe, giống như cách bạn nhận được một gói chỉ nha khoa và bàn chải đánh răng khi đi khám răng”.

Một ưu điểm quan trọng khác của chiếc kẹp là nó không cần phải hiệu chỉnh với vòng bít. Wang bình luận thêm: “Đây là điểm khác biệt giữa thiết bị của chúng tôi với các máy đo huyết áp khác. Các hệ thống không có vòng bít khác đang được phát triển cho đồng hồ thông minh và điện thoại thông minh yêu cầu phải có một bộ phép đo riêng với vòng bít để các mẫu của chúng có thể được điều chỉnh phù hợp với những phép đo này. Hệ thống của chúng tôi không cần hiệu chỉnh, nghĩa là bạn chỉ cần sử dụng thiết bị của chúng tôi mà không cần chạm vào máy đo huyết áp khác để có được kết quả đo huyết áp đáng tin cậy”.

Để đo huyết áp, người dùng chỉ cần dùng đầu ngón tay ấn vào chiếc kẹp. Một ứng dụng điện thoại thông minh tùy chỉnh sẽ hướng dẫn người dùng về độ mạnh và thời gian nhấn trong quá trình đo. Chiếc kẹp là một phần đính kèm bằng nhựa in 3D phù hợp với máy ảnh và đèn flash điện thoại thông minh.

Nó có thiết kế quang học tương tự như thiết kế của máy ảnh lỗ kim. Khi người dùng nhấn vào chiếc kẹp, đèn flash của smartphone sẽ sáng lên trên đầu ngón tay. Ánh sáng đó sau đó được chiếu qua một kênh có kích thước lỗ kim tới máy ảnh dưới dạng hình ảnh một vòng tròn màu đỏ. Một lò xo bên trong kẹp cho phép người dùng nhấn với các mức lực khác nhau. Người dùng càng nhấn mạnh, vòng tròn màu đỏ xuất hiện trên máy ảnh càng lớn.

Ứng dụng điện thoại thông minh trích xuất hai phần thông tin chính từ vòng tròn màu đỏ. Bằng cách nhìn vào kích thước vòng tròn, ứng dụng có thể đo lượng áp lực mà đầu ngón tay người dùng tác động. Và bằng cách nhìn vào độ sáng của vòng tròn, ứng dụng có thể đo lượng máu chảy vào và ra khỏi đầu ngón tay. Một thuật toán chuyển đổi thông tin này thành chỉ số huyết áp tâm thu và tâm trương.

Ứng dụng đột phá công nghệ vào y khoa -0
Ứng dụng điện thoại thông minh tùy chỉnh sẽ hướng dẫn người dùng trong quá trình đo.

Nhóm nhà nghiên cứu đã thử nghiệm chiếc kẹp đối với 24 tình nguyện viên từ Trung tâm Y tế UCSD. Kết quả có thể so sánh với kết quả đo bằng vòng đo huyết áp. Alison Moore, đồng tác giả nghiên cứu, đánh giá: “Sử dụng vòng đo huyết áp tiêu chuẩn có thể khó đeo đúng cách và giải pháp này có khả năng giúp người lớn tuổi tự theo dõi huyết áp dễ dàng hơn”. Xuan cho biết, mặc dù nhóm nghiên cứu chỉ chứng minh được giải pháp trên một mẫu điện thoại thông minh duy nhất, nhưng về mặt lý thuyết, thiết kế hiện tại của chiếc kẹp sẽ hoạt động trên các mẫu điện thoại khác.

Các bước tiếp theo bao gồm làm cho công nghệ trở nên thân thiện hơn với người dùng, đặc biệt là đối với người lớn tuổi; kiểm tra độ chính xác của nó trên những tông màu da khác nhau; và tạo ra một thiết kế phổ quát hơn.

Diên San (Tổng hợp)

Các tin khác

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Trong thế giới lượng tử, luật chơi của các điệp viên truyền thống hoàn toàn bị phá sản. Hãy tưởng tượng một bức thư mật được viết bằng các hạt ánh sáng. Chỉ cần một cái nhìn lén lút của mật thám, bức thư sẽ ngay lập tức tự hủy và phát tín hiệu báo động về trung tâm đầu não. Đó không phải là phép thuật, đó là Phân phối khóa lượng tử (QKD) - thứ đang giúp Bắc Kinh xây dựng một hệ thống thông tin liên lạc quốc phòng mà không một siêu máy tính nào của phương Tây có thể giải mã.

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Ma túy đá hay các chất ảo giác, muốn đưa vào cơ thể, người nghiện ngập luôn cần đến những “dụng cụ trung gian” - đó là những chiếc nỏ thủy tinh uốn lượn, những chiếc bình khò tinh vi. Lâu nay, dư luận thường chỉ chú ý đến các đường dây mua bán ma túy mà ít ai biết rằng, phía sau dòng chảy đen tối đó là một thị trường ngầm cung cấp “đồ chơi” cho việc sử dụng ma túy vô cùng béo bở. Những kẻ núp bóng sản xuất, cung cấp các vật dụng này đang trở thành nguồn tiếp tay cho làn sóng tội phạm ma túy biến tướng.

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

Hàng trăm UAV Ukraine tấn công Moscow đã khiến hệ thống phòng không Nga rơi vào tình thế quá tải. Đằng sau đó là một hệ sinh thái UAV tấn công tầm xa đang được Kiev phát triển, với chi phí thấp hơn tên lửa hành trình nhưng đủ sức buộc Moscow phải phân tán, tiêu hao và liên tục điều chỉnh năng lực phòng thủ.

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Đi khám phát hiện không có tinh trùng (vô tinh) người đàn ông bật khóc ngay khi bước ra cửa phòng khám. Anh nghĩ rằng cuộc đời mình không thể có con được nữa. Thất vọng, hoang mang khiến anh sợ làm lỡ duyên của vợ. Trước đây, y học đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp nuôi cấy tinh tử thành tinh trùng, mang lại hy vọng có con cho những người đàn ông vô tinh. Nhưng hiện nay, nhờ sự tiến bộ của y học, công nghệ đã “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện được giấc mơ làm cha bằng mổ vi phẫu tinh hoàn tìm tinh trùng.

Đại tá Ngô Thuận Lăng, Trưởng Phòng Cảnh sát kinh tế Công an TP Hồ Chí Minh chia sẻ về vụ án.

Điều gì đẩy người trẻ vào vòng lao lý?

Những cuộc gọi, những buổi tư vấn trong vụ án "hợp đồng kỳ nghỉ" không chỉ khiến hàng nghìn người mất tiền mà còn đẩy nhiều nhân viên telesale ngoài 20 tuổi vướng vào vòng lao lý. Đằng sau những bản án là áp lực kiếm tiền, sự thiếu định hướng và những ranh giới pháp lý, đạo đức bị xóa nhòa, khiến không ít người trẻ trở thành mắt xích trong các đường dây lừa đảo.

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Phía sau những tài khoản viral (mức độ nổi tiếng) tạo sóng gây bão trên mạng xã hội, là đội quân đếm like, câu view thời vụ. Ít ai ngờ, chợ like “ảo” và view “ma” này đã tiếp tay cho những chiêu trò lừa đảo tinh vi của tội phạm trên không gian mạng...

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.