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

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Tên lửa đất đối không Koral (đôi khi cũng được viết là Coral) dường như đã ra mắt công chúng như một phần trong loạt hệ thống vũ khí nội địa mới của Ukraine được giới thiệu gần đây.

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Các thí nghiệm trên tàu con thoi vũ trụ đã chỉ ra rằng vi khuẩn Salmonella, một nguồn gây ngộ độc thực phẩm phổ biến và đôi khi gây tử vong, trở nên độc hại hơn trong không gian. Đó là nghiên cứu được thực hiện trên chuyến bay STS-115 của tàu Atlantis năm 2006 và STS-123 của tàu Endeavour hai năm sau đó...

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Những lọ tinh dầu nhỏ gọn, mang vẻ ngoài vô hại như dung dịch thuốc nhỏ mắt hay tinh dầu thuốc lá điện tử đang trở thành lớp vỏ ngụy trang tinh vi cho các chất ma túy thế hệ mới. Không chỉ dừng lại ở việc sử dụng, mà đau lòng hơn, nhiều em học sinh còn mua bán, tàng trữ ngay trong môi trường học đường, gióng lên hồi chuông cảnh báo về tình trạng mua bán ma túy ngày càng trẻ hóa.

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Những ngày gần đây, các địa phương trên cả nước đang tất bật triển khai công tác tuyển sinh đầu cấp. Với thành phố đông dân, tập trung nhiều trường học như Thủ đô Hà Nội, công tác tuyển sinh càng được chú trọng thay đổi; từ khâu đăng ký dự thi, tra cứu thông tin đến công bố kết quả triển khai đồng bộ các nền tảng trực tuyến, mang lại sự thuận tiện và minh bạch hơn cho phụ huynh, học sinh.

Một quyết định tháo gỡ

Một quyết định tháo gỡ

Chiều 5/12/2025, với 439/443 đại biểu biểu quyết tán thành, Quốc hội đã thông qua thông Luật Giám định tư pháp sửa đổi, sẽ có hiệu lực từ ngày 1/5/2026. Luật này đã khôi phục “quyền” giám định pháp y thương tích trên người sống của các bác sĩ pháp y CAND…

Một vụ mạo danh và sự ra đời của pháp lý về danh tính

Một vụ mạo danh và sự ra đời của pháp lý về danh tính

Giữa thế kỷ XVI, tại một ngôi làng nhỏ miền Nam nước Pháp, một người đàn ông trở về sau nhiều năm mất tích và được cả cộng đồng thừa nhận là Martin Guerre. Ông được vợ chấp nhận, được gia đình đón nhận, thậm chí tham gia các tranh chấp tài sản như một chủ hộ thực sự. Chỉ có một sự thật mà không ai nhận ra trong nhiều năm: ông không phải Martin Guerre. Vụ án sau đó không chỉ là câu chuyện về một kẻ mạo danh, mà còn trở thành một trong những hồ sơ đầu tiên đặt nền móng cho tư duy pháp lý về danh tính con người - một vấn đề mà hơn 4 thế kỷ sau vẫn còn nguyên tính thời sự.

Chúng ta quá dễ bị tổn thương khi dữ liệu trở thành vũ khí

Chúng ta quá dễ bị tổn thương khi dữ liệu trở thành vũ khí

Cuộc tấn công bằng máy bay không người lái của Iran mới đây nhắm vào trung tâm dữ liệu của các hãng công nghệ lớn tại Trung Đông bất ngờ gióng lên hồi chuông cảnh báo đối với thế giới: cơ sở hạ tầng dữ liệu đã chuyển từ tài sản thương mại thành mục tiêu chiến lược.

Cuộc chạy đua tên lửa dẫn đường chính xác

Cuộc chạy đua tên lửa dẫn đường chính xác

Các cường quốc hàng đầu hiện đang bắt đầu hiểu được những thay đổi mang tính cách mạng do tiềm năng sử dụng rộng rãi các loại vũ khí chính xác tầm xa mang lại. Ở quy mô mà tên lửa chiến thuật có thể được sản xuất và triển khai hàng nghìn chiếc, tên lửa hành trình hàng chục nghìn chiếc và máy bay không người lái cảm tử tầm xa hàng triệu chiếc mỗi năm, tác động của chúng sẽ tương đương với vũ khí hạt nhân, ít nhất là ở cấp độ chiến thuật. Tất nhiên, giải pháp tối ưu sẽ luôn là sự kết hợp của cả hai, nhưng hoàn toàn có thể trong vòng 5 đến 10 năm tới, chính các loại vũ khí tầm xa, độ chính xác cao sẽ có khả năng giải quyết nhiệm vụ chính là đánh bại kẻ thù từ xa mà không cần sử dụng máy bay có người lái.

Những vũ khí mới Mỹ tấn công Iran được nâng cấp từ chính vũ khí nổi tiếng của Tehran

Những vũ khí mới Mỹ tấn công Iran được nâng cấp từ chính vũ khí nổi tiếng của Tehran

Cuộc chiến với Iran đang trở thành nơi thử nghiệm cho các loại vũ khí mới nhất của Mỹ. Quân đội Hoa Kỳ đã sử dụng một số loại vũ khí mới để thực hiện các cuộc tấn công chống lại Tehran. Chúng bao gồm tên lửa đạn đạo tầm ngắn và máy bay không người lái (UAV) tấn công giá rẻ. Loại này được Mỹ cải biên từ công nghệ UAV của Iran. Các nhà quan sát cũng phát hiện ra một biến thể mới của tên lửa hành trình phóng từ tàu chiến.

Data “nóng” lên sàn “chợ đen”

Data “nóng” lên sàn “chợ đen”

Bỗng một ngày nào đó, người ta bàng hoàng khi phát hiện hình ảnh của mình bị rao bán trên mạng với cảnh nhạy cảm, bị cắt ghép, chắp vá thành những món hàng “nóng” và bị trao đổi, mua bán như mớ rau, cân cá trên “chợ đen”. Đây là thực trạng đáng báo động, ảnh hưởng nghiêm trọng đến danh dự và nhân phẩm con người, gây ra nhiều hệ lụy xấu cho cộng đồng và xã hội...

DNA và vụ án “giết người chưa từng gặp”

DNA và vụ án “giết người chưa từng gặp”

DNA của một người vô gia cư Mỹ được tìm thấy dưới móng tay một nạn nhân bị giết, nhưng anh chưa từng gặp người đó trong đời, và từ nghịch lý này, một sự thật lộ ra: thứ được coi là bằng chứng chắc chắn nhất lại có thể đẩy một người vô tội đến sát bờ vực bị kết án.

Công nghệ kỹ thuật số tham chiến tại Trung Đông

Công nghệ kỹ thuật số tham chiến tại Trung Đông

Khi công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và các công cụ kỹ thuật số ngày càng được sử dụng nhiều trong hoạt động quân sự, chiến sự giữa Mỹ, Israel và Iran cho thấy cách thức tiến hành chiến tranh đang thay đổi nhanh chóng. Khi dữ liệu trở thành mục tiêu và AI trở thành công cụ ra quyết định, ranh giới giữa chiến tranh truyền thống và chiến tranh công nghệ cao gần như bị xóa nhòa.

AI tái định nghĩa ưu thế quân sự?

AI tái định nghĩa ưu thế quân sự?

Mới đây, một công ty công nghệ quốc phòng Trung Quốc tuyên bố hệ thống AI của họ đã phát hiện tín hiệu từ máy bay ném bom tàng hình B-2 của Mỹ và dấu hiệu huy động quân sự nhiều tuần trước khi cuộc xung đột với Iran leo thang.

Tên lửa bí ẩn từ vũ trụ của Israel

Tên lửa bí ẩn từ vũ trụ của Israel

Việc Israel sử dụng tên lửa Blue Sparrow đã thu hút sự chú ý toàn cầu vì quỹ đạo bay bất thường, tốc độ cao và khả năng tấn công các vị trí được phòng thủ kiên cố mà không cần nhiều cảnh báo.

Vụ rò rỉ hơn 16 tỷ mật khẩu lớn nhất lịch sử

Vụ rò rỉ hơn 16 tỷ mật khẩu lớn nhất lịch sử

Hơn 16 tỷ mật khẩu và thông tin đăng nhập bị phơi bày trên không gian mạng đã tạo ra cú sốc lớn đối với giới an ninh toàn cầu. Vượt ra ngoài con số kỷ lục, vụ rò rỉ đã phơi lộ một thực tế đáng lo ngại: các lỗ hổng an ninh đang âm thầm kết nối, và chuyển hóa thành mối đe dọa có tính hệ thống.

Cuộc chiến quyền lực kỹ thuật số

Cuộc chiến quyền lực kỹ thuật số

Việc kiểm soát các tuyến cáp quang ngầm dưới biển, huyết mạch của mạng Internet toàn cầu, đã trở thành chiến tuyến mới trong cuộc chiến giành quyền lực kỹ thuật số. Trong các vùng biển tranh chấp, sức mạnh thường được coi là một màn trình diễn.

ChatGPT - vũ khí của nữ sát thủ

ChatGPT - vũ khí của nữ sát thủ

Một phụ nữ 21 tuổi ở Hàn Quốc vừa bị cáo buộc đã sử dụng phần mềm ChatGPT để giúp trả lời các câu hỏi khi cô ta lên kế hoạch cho một loạt vụ giết người khiến hai người đàn ông thiệt mạng và một người khác bất tỉnh trong giây lát.