Et pust af frisk information, der hjælper diagnosen

Menneskelig ånde bærer en bredde af information, og KAUST forsker Osama Amin har indgået et partnerskab med KAUSTs Mohamed-Slim Alouini og Basem Shihada og kollegerne Maryam Khliad og Said Ahmed ved Information Technology University, Pakistan, at udnytte disse oplysninger.

Lige siden slutningen af ​​1700 -tallet forskere og opfindere har udviklet måder at forbedre menneskelig telekommunikation fra telegrafen, telefonen, mobiltelefonen og nu Internettet. I de senere år har der har været en hype omkring multidimensionelle medier. Efterspørgslen efter denne type næste generations medier har fået forskere til at undersøge måder at tilføje andre sanser, såsom lugt, røre og smage, til de traditionelle lyd- og synssanser.

Forskere har allerede fundet måder at udtrække information om menneskekroppen fra ånde. Alkometeren, som estimerer blodalkoholniveauer, blev opfundet i 1950'erne. For nylig, klinikere har brugt åndeprøver indsamlet fra patienter til at opdage vira, ligesom menneskelig influenza, eller endda at diagnosticere kræft, som bryst- og lungetumorer. Næsten 1, 000 flygtige organiske forbindelser er hidtil blevet identificeret i sund menneskelig ånde, som varierer afhængigt af sundhed, alder, kost, køn, kropsfedt, højde og livsstil.

Teamet forestiller sig et endnu bredere koncept. De har allerede designet en systemarkitektur, der teoretisk set kan opdage en person inficeret med en virus midt i et overfyldt område, som en lufthavn.

"Vores idé er at konstruere et kommunikationssystem ved hjælp af inhaleret og udåndet åndedræt, hvor oplysningerne transporteres i molekyler, "forklarer Amin.

Konstruktion af et sådant åndedrætskommunikationssystem åbner døren til en ny generation af trådløse kropsnetværk, forklarer han. Disse er de kommunikationssystemer, der bruges af læger, for eksempel, til trådløst at overvåge sundhed ved hjælp af bærbare og implanterede sensorer, der kan kommunikere oplysninger til en ekstern enhed.

Et åndedrætskommunikationssystem erstatter ikke denne form for opsætning, men det kan tilbyde en endnu større grad af frihed til virkelige applikationer, såsom dem, der er nødvendige for at overvåge patienter under karantæne.

Teamet etablerer nu tværfaglige samarbejder med eksperter på mange områder for at definere de bedste kommunikationskanalmodeller, der kan bruges til denne tilgang. De stiller spørgsmålene - Hvilken slags information kan udveksles? Hvilke typer molekylære forbindelser ville blive indført i systemet for at interagere med menneskekroppen? Hvilke typer sensorer og detektorer er nødvendige for at sende og modtage information? Og hvilke bekymringer vedrørende sikkerhed og privatliv skal der tages fat på?

Teamet bruger også de oplysninger, der kan samles fra udåndet åndedrag til at lære maskinlæringsalgoritmer at overvåge menneskers sundhed, måle fysiske aktiviteter, og endda overvåge en persons psykologiske status, siger Amin. Disse algoritmer kan derefter bruges sammen med sensorer i fremtidige mobiltelefoner, han siger. "Ligesom vi træner mobiltelefoner til at genkende signaturer, stemmer og menneskers ansigter; åndedrætstræning kan bruges til at identificere individer og til at overvåge deres generelle tilstand af trivsel, "siger Amin.