Theo họ, điều này sẽ giúp tránh “hiểu lầm” giữa con người và máy tính do thời gian phản ứng khác nhau, do sự mệt mỏi và những đặc điểm khác của cơ thể. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Sensors.
Các chuyên gia giải thích, các hệ thống điều khiển sinh học kết hợp con người và máy tính bao gồm nhiều loại thiết bị khác nhau, từ thiết bị mô phỏng thể thao tiên tiến đến thiết bị y tế và hệ thống điều khiển công nghiệp.
Điều gì quyết định sự thành công trong quá trình phát triển phương pháp điều khiển sinh học?
Theo các nhà khoa học, khi sử dụng các hệ thống như vậy, con người hoạt động như một yếu tố không ổn định, vì thế việc đánh giá khách quan về trạng thái sức khỏe là một nhiệm vụ khá phức tạp. Thành công trong việc phát triển ngành điều khiển sinh học phần lớn phụ thuộc vào khả năng của máy tính hiểu và tính đến các thông số sinh học hiện tại của con người.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học tại Đại học SUSU đã tạo ra một phương pháp số hóa các phản ứng của cơ thể con người khi tương tác với các hệ thống điều khiển sinh học dựa trên dữ liệu điện tâm đồ (ECG).
“Vấn đề chính trong việc xây dựng hệ thống điều khiển sinh học là những thay đổi trong thời gian phản ứng đối với các kích thích bên ngoài do sự mệt mỏi về thể chất hoặc thần kinh, cũng như do những đặc điểm khác của con người. Chúng tôi đề xuất giải quyết vấn đề này với sự trợ giúp của các tín hiệu điện tâm đồ - đây là nguồn thông tin chính xác và dễ tiếp cận nhất về tình trạng hiện tại của một người”, - chuyên gia Vladimir Kodkin, Giáo sư Khoa Truyền động Điện, Cơ điện tử và Cơ điện của Đại học SUSU, cho biết.
Để ghi lại điện tâm đồ, các nhà khoa học đã sử dụng các cảm biến có độ nhạy cao được phát triển tại SUSU. Các cảm biến này cho phép đọc tín hiệu qua lớp vải sợi thiên nhiên và thậm chí qua tiếp xúc không quá chắc chắn với da, vì vậy chúng có thể được gắn trực tiếp vào quần áo.
Nhà khoa học Vladimir Kodkin
© Ảnh : South Ural State University
Thiết kế này cho phép kiểm soát điện tâm đồ hoàn toàn mà không cần đến gặp bác sĩ. Các cảm biến có độ chính xác cao ghi lại và đánh giá bất kể mức độ căng thẳng về thể chất của con người, các chuyển động và tư thế cơ thể của người đó. Các nhà khoa học giải thích thêm, nhờ đó, các cảm biến này có thể được sử dụng, chẳng hạn, để theo dõi tình trạng sức khỏe của người vận hành các hệ thống công nghiệp quan trọng.
"Phân tích thông tin về trạng thái sức khỏe của một người trong thời gian thực mở rộng khả năng tối ưu hóa hệ thống điều khiển sinh học, tăng khả năng kiểm soát và tính hiệu quả của các hệ thống như vậy", - Giáo sư Vladimir Kodkin cho biết.
Ưu điểm của phương pháp mới
Theo các nhà khoa học SUSU, phương pháp mới ghi điện tâm đồ có ưu điểm hơn so với phương pháp cổ điển được sử dụng ngày nay trong tim mạch, vì nó cung cấp cùng một thông tin chi tiết với quy trình đơn giản hơn nhiều, hơn nữa không hạn chế khả năng vận động của con người.
“Trong quá trình nghiên cứu gần đây, chúng tôi đã phát hiện ra những đặc tính trong dữ liệu điện tâm đồ, chẳng hạn như những thay đổi về lượng đường trong máu, mà các bác sĩ tim mạch không “nhận thấy”. Đây là những thay đổi trong đường phân lập điện tâm đồ, theo truyền thống những thay đổi này được coi là can thiệp vào chẩn đoán "chính xác", - Ekaterina Artemyeva, nhà nghiên cứu tại Đại học South Ural State University, giải thích.
Nhà khoa học Ekaterina Artemyeva
© Ảnh : South Ural State University
Các nhà khoa học đã lấy cảm hứng từ máy bơm insulin khi chế tạo hệ thống điều khiển sinh học. Theo họ, việc ghi lại những thay đổi trong lượng đường bằng phương pháp của họ diễn ra trong 30-50 giây thay vì 20-30 phút theo các phương pháp phổ biến hiện nay.
Trong tương lai gần, nhóm nghiên cứu dự định cải tiến phương pháp được đề xuất.