Los transistores electroquímicos orgánicos (OECT) son transistores neuromórficos hechos de materiales a base de carbono que combinan portadores de carga electrónicos e iónicos.Estos transistores podrían ser soluciones particularmente efectivas para amplificar y conmutar señales electrónicas en dispositivos diseñados para colocarse sobre la piel humana, como relojes inteligentes, rastreadores que monitorean señales fisiológicas y otras tecnologías portátiles.

A diferencia de los transistores neuromórficos convencionales, los OECT podrían funcionar de forma fiable en entornos mojados o mojados, lo que sería muy ventajoso tanto para dispositivos médicos como para dispositivos portátiles.A pesar de su potencial, la mayoría de los OECT existentes se basan en materiales rígidos, lo que puede reducir la comodidad de los dispositivos portátiles y, por tanto, dificultar su implementación a gran escala.

Investigadores de la Universidad de Hong Kong han desarrollado un nuevo dispositivo portátil basado en OECT extensibles que puede realizar cálculos y recopilar señales del entorno circundante.Su sistema propuesto, presentado en un artículo.publicadoenElectrónica de la naturaleza, podría usarse para realizar computación de borde en el sensor en un dispositivo portátil flexible que sea cómodo para los usuarios.

"El auge de la IA yaprendizaje automáticoha sido transformador y ha permeado varios campos", dijo a Tech Xplore Shiming Zhang, coautor del artículo.

"Sin embargo, su implementación en dispositivos portátiles, que es crucial para permitir la salud digital, apenas está comenzando. Nuestro objetivo es incorporar capacidades de aprendizaje automático en dispositivos portátiles para permitir la computación neuromórfica en el sensor o capacidades de computación de borde. Esto permiteen tiempo real, toma de decisiones basada en el borde, que es vital para la teranóstica de circuito cerrado y relevante para la medicina impulsada por la IA".

Como parte de su estudio, Zhang y sus colegas se propusieron desarrollar un dispositivo portátil impulsado por IA que se basa en matrices OECT extensibles.En primer lugar, esto implicó desarrollar algoritmos de aprendizaje automático y entrenarlos en conjuntos de datos biomédicos para hacer predicciones específicas con precisión sobre la fisiología y la salud de los usuarios.

"Para fusionar nuestros algoritmos con dispositivos portátiles, nos enfrentamos a tres desafíos principales: recopilar datos de salud de mayor calidad para un entrenamiento preciso, suprimir los artefactos de movimiento con piel suave y así minimizar el ruido de los datos, y personalizar un algoritmo para una máxima eficiencia computacional", dijo Zhang.

"En consecuencia, utilizamos OECT para lograr señales de EMG muscular de alta calidad; desarrollamos OECT extensibles para minimizar los artefactos de movimiento y empleamos un algoritmo de IA específico, computación de reservorio, para un entrenamiento de datos energéticamente eficiente".

Los OECT fabricados por los investigadores e integrados en el dispositivo portátil propuesto están hechos de componentes estirables, incluido un sustrato elastomérico, un canal a base de polímero semiconductor y un electrolito de gel sólido, así como electrodos de fuente, drenaje y puerta a base de oro.Se descubrió que los transistores exhibían una capacidad de estiramiento de más del 50%, alcanzando tamaños de hasta 100 μm.

Los investigadores fabricaron sus transistores estirables utilizando un sistema de impresión de inyección de tinta de alta resolución y posteriormente los utilizaron para desarrollar un módulo informático en sensor compatible con relojes inteligentes.En las pruebas iniciales, se descubrió que este módulo funcionaba notablemente bien, por ejemplo, prediciendo los gestos de las manos de los usuarios que lo llevaban con una precisión de aproximadamente el 90%.

"En este proyecto, combinamos conocimientos multidisciplinarios, que abarcan la ciencia de los materiales, la fabricación, la electrónica, la inteligencia artificial y la medicina", añadió Zhang.

"La plataforma WISE presentada (Wearable, Intelligent, and Soft Electronics) es universal y se puede personalizar fácilmente para otras aplicaciones computacionales portátiles. Este sistema tiene el potencial de mejorar los resultados de salud para una amplia gama de enfermedades, beneficiando tanto a los pacientes como al público en general.".

Citación