Ученые разработали имплантируемый в тело человека биосовместимый чип ИИ

Имплантируемую систему искусственного интеллекта для ранней диагностики заболеваний создали ученые Технического университета Дрездена. Статью с описанием их исследования опубликовал 18 августа научный журнал Science Advances.

Исследовательская группа под руководством профессора Карла Лео, доктора Ханса Клеманна и Маттео Кукки разработала метод распознавания биосигналов здорового и больного организма в реальном времени с помощью имплантируемого в тело человека биосовместимого ИИ-чипа.

Для создания такого устройства ими были использованы оптоволоконные нейронные сети на основе полимеров, по структуре напоминающие мозг человека, которые обеспечивают нейроморфный принцип искусственного интеллекта для резервуарных вычислений (способ обучения ИИ).

Полимерные волокна в биочипе образуют так называемую «рекуррентную сеть», которая с помощью резервуарных вычислений позволяет обрабатывать данные, аналогично человеческому мозгу. Нелинейность этих сетей позволяет усилить даже самые незначительные изменения сигнала, которые, например, в случае сердцебиения, часто трудно оценить врачам.

Во время испытаний ИИ смог отличить нормальное сердцебиение от четырех типов аритмий с точностью 88%. При этом такой чип потребляет меньше энергии, чем типовой кардиостимулятор.

Маттео Кукки так пояснил, в чем актуальность выполненой группой работы: «Хотя идея объединения современной электроники с биологией достигла в последние годы больших успехов, связанных с разработкой так называемых органических смешанных проводников. Однако до сих пор успехи ограничивались простыми электронными компонентами, такими как отдельные синапсы или датчики, что делало решение сложных задач невозможным.

Благодаря мощности нейроморфных вычислений, таких как резервуарные вычисления, используемые здесь, нам удалось не только решать сложные задачи классификации сигналов в режиме реального времени, но мы также потенциально сможем делать это в человеческом теле. Такой подход позволит развивать дальнейшие интеллектуальные системы будущего, которые могут помочь спасти человеческие жизни».

Применение имплантируемых чипов ИИ в медицине может быть достаточно широким. Кроме уже упомянутого контроля сердцебиения при аритмиях или после проведенных операций на сердце, при котором выявляются малейшие изменения электробиологических сигналов, в будущем они могут применятся также для мониторинга параметров крови в реальном времени.