جهاز قابل للارتداء متطور يراقب مستويات التوتر في الوقت الفعلي

كشف وي غاو، الأستاذ المساعد في الهندسة الطبية بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك)، عن جهاز مبتكر يُرتدى على المعصم يُعرف باسم CARES (الجلدtronالمعزز بالذكاء الاصطناعي)، وهو مصمم لمراقبة مستويات التوتر في الوقت الفعلي. يستخدم هذا الجلدtron، وهو عبارة عن لاصق رقيق يُرتدى على المعصم، مزيجًا من مستشعرات العرق، وموجات النبض، ودرجة حرارة الجلد، والاستجابة الجلدية الجلفانية tracتسعة مؤشرات مرتبطة باستجابات التوتر بشكل مستمر. وبفضل دمج تقنيات التعلم الآلي، يهدف CARES إلى توفير معلومات دقيقة وفي الوقت المناسب حول مستويات التوتر، مما يتيح التدخل المبكر لتحسين الصحة النفسية والبدنية.

يتميز جهاز CARES بتصميمه المبتكر، إذ يضمّ مستشعرات متعددة لقياس المؤشرات الحيوية المرتبطة بالتوتر بشكل شامل. وعلى عكس طرق الإبلاغ الذاتي التقليدية، يوفر هذا الجهاز القابل للارتداء طريقة غير تدخلية لمراقبة التوتر أثناء الأنشطة اليومية. تشمل المؤشرات التسعة التي tracالجهاز هرمونات مثل الأدرينالين والنورأدرينالين والكورتيزول، ومستقلبات مثل الجلوكوز واللاكتات وحمض اليوريك. تشكّل هذه الإشارات الفسيولوجية، وموجات النبض، واستجابات الجلد، نهجًا متكاملًا لمراقبة التوتر.

تطورات المواد لتحسين الأداء

من أبرز التحسينات في جهاز CARES استخدام مواد جديدة تُعزز استقرار المستشعر أثناء الاستخدام المطوّل. فعلى الرغم من كفاءة المواد السابقة في قياس المركبات بدقة، إلا أنها كانت تتدهور بوجود سوائل الجسم. يُساهم إدخال مركب أساسه النيكل في استقرار المستشعراتmatic، بينما يُعزز بوليمر جديد استقرار المستشعرات الأيونية. تُسهم هذه التحسينات في موثوقية الجهاز أثناء التشغيل طويل الأمد، مما يضمن مراقبة دقيقة ومستمرة للإجهاد.

يُمثل جهاز CARES خطوةً هامةً في تكنولوجيا مراقبة الإجهاد، إذ يدمج تقنيات التعلّم الآلي لتفسير التفاعل المعقد بين البيانات الفيزيولوجية والكيميائية. يتجلى الإجهاد بأشكالٍ متنوعة، مُؤثراً على مختلف أجهزة الجسم. وتُعدّ قدرة الجهاز على تحليل هذه البيانات الضخمة بدقةٍ أمراً بالغ الأهمية لفعاليته. وقد أظهرت التجارب التي أُجريت على أشخاصٍ يرتدون جهاز CARES قياساً دقيقاً للمؤشرات الحيوية الفيزيولوجية والكيميائية المترابطة أثناء أنشطةٍ مُسببةٍ للإجهاد، مثل التمارين الرياضية الشاقة أو ألعاب الفيديو المكثفة.

رؤى فورية لبيئات متنوعة

التطبيقات المحتملة لنظام CARES تتجاوز ويشير غاو إلى أن المستويات العالية من التوتر والقلق، الشائعة في بيئات العمل الشاقة كتلك التي يواجهها الجنود أوtronالفضاء، يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الأداء. وتوفر المعلومات الآنية حول مستوى الإجهاد التي يوفرها المستشعر القابل للارتداء، بالإضافة إلى تقنيات التعلم الآلي، إمكانية التدخل في الوقت المناسب للتخفيف من آثار الإجهاد على الأفراد الذين يعملون في ظروف صعبة.

شملت دراسة أُجريت باستخدام جهاز CARES قيام المشاركين بالإجابة على استبيانات لتقييم مشاعر القلق والضغط النفسي لديهم قبل وبعد التعرض لمواقف مُجهدة. وقد ظهرت ارتباطات واضحة بين التقارير الذاتية عن التوتر والمؤشرات الفيزيائية والكيميائية التي قاسها جهاز CARES. إن القدرة على التحقق من صحة المشاعر المُبلغ عنها ذاتيًا من خلال بيانات موضوعية تُعزز موثوقية الجهاز وفائدته في تقييم مستويات التوتر.

يمثل نظام CARES نقلة نوعية في تكنولوجيا مراقبة الإجهاد، إذ يوفر رؤى آنية حول مستويات الإجهاد من خلال مزيج من المؤشرات الحيوية الفيزيولوجية والكيميائية. ويعزز دمج تقنيات التعلم الآلي قدرته على تفسير البيانات المعقدة بدقة، مما يجعله أداة واعدة لتقييم الإجهاد في مختلف البيئات. وبفضل تطبيقاته المحتملة في ظروف العمل الصعبة والحياة اليومية، يفتح نظام CARES آفاقًا جديدة لإدارة الإجهاد والتدخل الاستباقي.