اینترنت اشیا در خدمت سلامت انسان‌ها

گروه دانش و فن   

محققان معتقدند فناوری سنسوری که از تحقیقات روی حیوانات به دست آمده، می‌تواند برای ردیابی سلامت انسان مورد استفاده قرار گیرد. اینترنت اشیاء (IoT) چیزی است که از آن تحت عنوان فناوری آینده یاد می‌کنند و توجه به آن، اجتناب‌ناپذیر است. ایده این است که با بلوغ اینترنت و ادغام آن با ارتباطات انسانی‌، مرحله جدیدی ایجاد ‌شود که می‌تواند تمام دنیای فیزیکی را به اینترنت وصل کند. در چنین شرایطی، آنچه که انتظارش را داریم، دنیایی هوشمندتر، با اتصال به اینترنت و ارایه خدمات بهتر به نیازهای بشری خواهد بود. این ارتباط برای سلامتی انسان بسیار مهم است و در قالب ردیاب‌های بدنسازی و برنامه‌های تلفن همراه که ضربان قلب و سطح فعالیت کاربران را جمع‌آوری می‌کند، ظهور کرده است. دنیایی را تصور کنید که بتوانید نه تنها اطلاعات مربوط به ضربان قلب و میزان فعالیت خود، بلکه غلظت گلوکز و انسولین، دوپامین و خلاصه تابلویی بزرگ از شاخص‌های زیستی سلامتی خود را با پزشکتان در میان بگذارید

برای مثال دانشمندان علوم کامپیوتر و علوم پزشکی به کمک هم سنسورهایی را ایجاد می‌کنند که می‌توانند مشکلات بدن انسان را به راحتی از طریق وارد شدن به روده بیمار اندازه‌گیری و نتایج را برای تشخیص بیماری در خود ثبت کنند. باکتری‌ها، مولکول‌ها و مواد شیمیایی نهفته در بدن ما دارای نکات مهمی در مورد سلامت ما هستند. دانشمندان علوم کامپیوتر و علوم پزشکی به کمک هم سنسورهایی را ایجاد می‌کنند که می‌توانند مشکلات بدن انسان را به راحتی از طریق وارد شدن به روده بیمار اندازه‌گیری و نتایج را برای تشخیص بیماری در خود ثبت کنند، یا می‌توان این سنسورها را به عنوان یک برچسب برروی دندان خود نصب کنید برای ردیابی وضعیت آسیب‌های دهان. با توجه به مطالعات منتشرشده در مجله Science، این سنسورها در خوک‌ها مورد آزمایش قرار گرفته است و با توجه به نتایج حاصل از این آزمایش، این روش می‌تواند مسائل مربوط به دستگاه گوارش و معده را بررسی کند. همچنین در یک مطالعه که در مجله Nature Electronics منتشر شد، دانشمندان یک سنسور ایمپلنت را طراحی کردند که می‌تواند در درمان فیزیکی تاندون‌های بافت‌های عضلانی انسان برای ترمیم کمک کند. این سنسورها پس از آنکه ماموریت خود را در داخل بافت‌های انسانی به اتمام رساندند، تجزیه می‌شوند؛ بنابراین نیازی به جراحی دیگری برای برداشتن آن نیست. آسیب جدی تاندون معمولا نیاز به جراحی دارد، ولی این سنسورها مقدار فشاری که روی تاندون وارد می‌شود را اندازه‌گیری می‌کنند و می‌توانند به بیماران با برنامه‌های توانبخشی کمک کنند.

سنسورها این اطلاعات را جمع‌آوری می‌کنند و نتایج را به یک گوشی هوشمند می‌فرستند و اپلیکیشن به بیمار دستور بازخورد مفیدتری مانند «استفاده از قدرت بیشتر» را فراهم کند. پیش از این محققان دانشگاه کنکتیکات موفق به تولید نوعی سنسور زیستی برای سنجش فشار داخلی بدن شده‌اند که انجام برخی رویه‌های درمانی را به علت حل شدن در بدن انسان ساده‌تر می‌کند. این سنسور کوچک و منعطف برای بررسی برخی بیماری‌های مزمن ریه و تورم مغز قابل استفاده است و قبل از آنکه بطور کامل در بدن حل شود می‌تواند برخی اطلاعات حیاتی مربوط به بیماری‌های یادشده را برای پزشکان ارسال کند. سنسور مذکور بدون ایجاد جراحت و آسیب به درون بافت‌های نرم بدن فرو می‌رود و اطلاعات را به صورت بی‌سیم برای دستگاه‌های پزشکی ارسال می‌کند.

یافته‌هایی که از سنسورهای کاشته‌شده در حیوانات، عملی که تحت عنوان biologging شناخته می‌شود، باعث ایجاد نظراتی درباره این موضوع شده که چگونه می‌توان از سنسورهای پوشیدنی برای ارتقاء سلامت در انسان استفاده کرد. این نتیجه‌گیری که وب‌سایت کاسموس مگزین در گزارشی به آن پرداخته، توسط تیمی از دانشمندان به سرپرستی مایکل استرانو، استاد مهندسی شیمی در MIT به دست آمده است. این گروه می‌گوید سنسورهایی که در بدن حیوانات قرار داده شده، برای اندازه‌گیری یک یا دو رفتار مورد استفاده قرار گرفته، با این حال دانشمندان بینش‌های غیرقابل پیش‌بینی و چشمگیری نسبت به بسیاری از عادات دیگر حیوانات به دست آورده‌اند. یکی از این موارد، سنسور فک است. این وسیله کوچک بدون دانش پیشین خاصی در فک پنگوئن‌ها، شیرهای دریایی و دلفین‌ها کاشته شده و در ابتدا تنها برای آگاهی از اینکه فک حیوان بالا و پایین می‌رود، مورد استفاده قرار گرفته است. اما دانشمندان با بررسی اندازه و فرکانس سیگنال‌ها، توانستند متوجه شوند که حیوان چه زمانی در حال جویدن، بلع یا گرفتن طعمه بوده است. آنها همچنین توانستند دریابند که حیوان چه نوع غذایی را و به چه مقدار می‌خورد و چه مدت در حال غذا خوردن است.

این اطلاعات، در صورتی که به عادت‌های دلپذیر پنگوئن‌ها علاقه داشته باشید، اطلاعات خوب و مفیدی هستند؛ اما در عین حال دانشمندان معتقدند که چنین اطلاعاتی همچنین برای علوم نوظهور نظارت بر سلامت با ابزارهای پوشیدنی از اهمیت حیاتی برخوردار است، خصوصا از این جهت که بیشتر ما در حال حاضر قابلیت اتصال به سنسور را داریم. این دانشمندان به این موضوع اشاره می‌کنند که «تقریبا سه میلیارد نفر در سال 2018، از تلفن‌های هوشمند برخوردار بودند، که در حال حاضر با زیر‌مجموعه‌ای از سنسورها متصل شده‌‌اند.

محققان برای پیش‌بینی بیماری پارکینسون از تلفن‌های هوشمند استفاده کرده‌اند، داده‌ها و متن‌های ایمیل را برای تشخیص افسرده مورد تجزیه و تحلیل قرار داده‌اند و حتی از دوربین برای اندازه‌‌گیری ضربان قلب با نگاه به تغییرات رنگ پوست در انگشت بهره برده‌اند. این پیشرفت‌ها خیره‌کننده است، اما بسیاری از آنها از اطلاعات بسیار متمرکز ناشی می‌شود. دانشمندان تئوری خود را «فرضیه رمزنگاری جزئی» می‌نامند. این ایده از آنجا می‌آید که همانطور که طعمه یک شیردریایی تا حدی با حرکات فکش رمزنگاری می‌شود، تقریبا هر اتفاقی که در بدن انسان می‌افتد نیز توسط بخشی از سنسورها جمع‌آوری می‌شود. بدین‌ترتیب فعالیت روزانه شما، میزان و تعداد قدم‌هایی که برمی‌دارید، می‌تواند بطور جزئی، شاخص‌های سلامتی شما مانند قند خون یا خطر بروز سرطان را رمزنگاری کند. اما برای اینکه از غذای مورد علاقه شیر دریایی آگاه شوید، باید بدانید که این حیوان گوشتخوار، گیاه خوار یا همه‌چیزخوار است. به همین ترتیب، برای مشاهده و درمان سلامت در انسان، دانشمندان نیاز به ترکیب اطلاعات متفاوت از انسان‌ها دارند، اطلاعاتی که در ابتدا ممکن است چندان قابل توجه نباشند. دستگاه‌های ساده‌ای را تصور کنید که به لباس افراد وصل شود و اطلاعاتی درباره عادات غذایی، تعامل‌های اجتماعی، تنفس، خواب، چرخه‌های بیداری، ضربان قلب و میزان اکسیژن به دست دهد. این اطلاعات را ترکیب کنید با موقعیت مکانی تلفن، میزان آلودگی و سابقه پزشکی؛ و در چنین شرایطی متوجه می‌شوید که چندان هم غیرقابل تصور نیست که بتوان خطر ابتلا به آسم یا حمله قلبی را با این روش اندازه‌گیری کرد. این فرآیند با اتصال دستگاه‌ها به اینترنت اشیا آسان‌تر می‌شود، «شخص متصل» می‌تواند به بخش مرکزی وب تبدیل شود و این فناوری حتی می‌تواند نام جدیدی پیدا کند و این دانشمندان معتقدند تبدیل اینترنت اشیا به «اینترنت سلامت» به نفع همه است.