Una ventata di informazioni fresche per aiutare la diagnosi

++Una ventata di informazioni fresche per aiutare la diagnosi
Osama Amin discute l’architettura del sistema con i consulenti Mohamed-Slim Alouini e Basem Shihada (indietro).漏 2019 KAUST

Il respiro umano trasporta una vasta gamma di informazioni e il ricercatore della KAUST Osama Amin ha collaborato con Mohamed-Slim Alouini e Basem Shihada della KAUST e i colleghi Maryam Khliad e Said Ahmed dell’Information Technology University, in Pakistan, per sfruttare tali informazioni.

Fin dalla fine del XVIII secolo, scienziati e inventori hanno escogitato modi per migliorare le telecomunicazioni umane dal telegrafo, dal telefono, dal telefono cellulare e ora da Internet. In anni più recenti, c’è stato un clamore intorno ai media multidimensionali. La domanda di questo tipo di media di nuova generazione ha spinto i ricercatori a studiare modi per aggiungere altri sensi, come l’olfatto, il tatto e il gusto, ai tradizionali sensi del suono e della vista.

Gli scienziati hanno già trovato modi per estrarre informazioni sul corpo umano dal respiro. L’etilometro, che stima i livelli di alcol nel sangue, è stato inventato negli anni ’50. Più di recente, i medici hanno utilizzato campioni di respiro raccolti dai pazienti per rilevare virus, come l’influenza umana, o persino per diagnosticare tumori, come i tumori al seno e ai polmoni. Finora sono stati identificati quasi 1.000 composti organici volatili nel respiro umano sano, che variano a seconda della salute, dell’età, della dieta, del sesso, del grasso corporeo, dell’altezza e dello stile di vita.

Il team immagina un concetto ancora più ampio. Hanno già progettato un’architettura di sistema in grado di rilevare teoricamente una persona infetta da un virus nel mezzo di un’area affollata, come un aeroporto.

“La nostra idea è quella di costruire un sistema di comunicazione utilizzando il respiro inalato ed espirato, in cui le informazioni vengono trasportate in molecole”, spiega Amin.

La costruzione di un tale sistema di comunicazione del respiro aprirà le porte a una nuova generazione di reti wireless per il corpo, spiega. Questi sono i sistemi di comunicazione utilizzati dai medici, ad esempio, per monitorare la salute in modalità wireless utilizzando sensori indossabili e impiantati in grado di comunicare informazioni a un dispositivo remoto.

Un sistema di comunicazione del respiro non sostituirà questo tipo di configurazione, ma può offrire un grado di libertà ancora maggiore per le applicazioni della vita reale, come quelle necessarie per monitorare i pazienti in quarantena.

Il team sta ora stabilendo collaborazioni multidisciplinari con esperti in molti campi per definire i migliori modelli di canale di comunicazione che possono essere utilizzati per questo approccio. Stanno facendo le domande: che tipo di informazioni possono essere scambiate? Quali tipi di composti molecolari verrebbero introdotti nel sistema per interagire con il corpo umano? Quali tipi di sensori e rilevatori sono necessari per inviare e ricevere informazioni? E quali problemi di sicurezza e privacy devono essere affrontati?

Il team sta anche utilizzando le informazioni che possono essere raccolte dal respiro espirato per insegnare agli algoritmi di apprendimento automatico come monitorare la salute umana, misurare le attività fisiche e persino monitorare lo stato psicologico di una persona, afferma Amin. Questi algoritmi potrebbero quindi essere utilizzati insieme ai sensori nei futuri telefoni cellulari, afferma. “Proprio come stiamo addestrando i telefoni cellulari a riconoscere firme, voci e volti delle persone, l’allenamento del respiro potrebbe essere utilizzato per identificare le persone e monitorare il loro stato generale di benessere”, afferma Amin.


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