Wei Gao del Caltech, professore assistente di ingegneria medica, ha presentato un rivoluzionario dispositivo indossabile noto come CARES (Consolidated Artificial-Intelligence-Reinforced Electronic Skin), progettato per monitorare i livelli di stress in tempo reale. Questa pelle elettronica, un sottile adesivo indossato sul polso, utilizza una combinazione di sensori del sudore, forme d'onda del polso, temperatura cutanea e risposta galvanica della pelle per tracciare continuamente nove marcatori associati alle risposte allo stress. Con l’integrazione dell’apprendimento automatico, CARES mira a fornire informazioni tempestive sui livelli di stress, consentendo un intervento precoce per un migliore benessere mentale e fisico.
CARES si distingue per il suo design innovativo , che incorpora più sensori per misurare in modo completo i biomarcatori legati allo stress. A differenza dei tradizionali metodi di auto-segnalazione, questo dispositivo indossabile offre un modo non invasivo per monitorare lo stress durante le attività quotidiane. I nove marcatori che tiene traccia includono ormoni come epinefrina, norepinefrina e cortisolo e metaboliti come glucosio, lattato e acido urico. Questi segnali fisiologici, forme d'onda del polso e risposte cutanee costituiscono un approccio olistico al monitoraggio dello stress.
Progressi nei materiali per prestazioni migliorate
Un miglioramento significativo in CARES è l'utilizzo di nuovi materiali che migliorano la stabilità del sensore durante l'uso prolungato. Sebbene efficienti nella misurazione accurata dei composti, i materiali precedenti mostravano un degrado in presenza di fluidi corporei. L'introduzione di un composto a base di nichel stabilizza i sensori a base enzimatica, mentre un nuovo polimero aumenta la stabilità dei sensori a base ionica. Questi miglioramenti contribuiscono all'affidabilità del dispositivo durante il funzionamento a lungo termine, garantendo un monitoraggio dello stress coerente e accurato.
Un importante passo avanti nella tecnologia di monitoraggio dello stress, CARES incorpora l’apprendimento automatico per interpretare la complessa interazione di dati fisiologici e chimici. Lo stress si manifesta in diverse forme, colpendo vari sistemi corporei. La capacità del dispositivo di analizzare accuratamente questa ricchezza di dati è fondamentale per la sua efficacia. Gli esperimenti che hanno coinvolto soggetti che indossavano CARES hanno misurato accuratamente biomarcatori fisiologici e chimici interconnessi durante attività che inducono stress, come esercizi vigorosi o intensi videogiochi.
Approfondimenti in tempo reale per vari ambienti
Le potenziali applicazioni di CARES vanno oltre il monitoraggio dello stress della vita quotidiana. Gao osserva che alti livelli di stress e ansia, prevalenti in ambienti di lavoro impegnativi come quelli vissuti da soldati o astronauti, possono avere un impatto significativo sulle prestazioni. Le informazioni sul livello di stress in tempo reale fornite dal sensore indossabile, insieme all’apprendimento automatico, offrono la possibilità di un intervento tempestivo per mitigare gli effetti dello stress sulle persone che lavorano in condizioni difficili.
Uno studio condotto con CARES ha coinvolto soggetti che hanno risposto a questionari per autodenunciare i propri sentimenti di ansia e stress psicologico prima e dopo l'esposizione a situazioni stressanti. Sono emerse chiare correlazioni tra le auto-valutazioni dello stress e i correlati fisico-chimici misurati da CARES. La capacità di convalidare i sentimenti auto-riferiti con dati oggettivi migliora l'affidabilità e l'utilità del dispositivo nella valutazione dei livelli di stress.
CARES rappresenta un progresso significativo nella tecnologia di monitoraggio dello stress, offrendo approfondimenti in tempo reale sui livelli di stress attraverso una combinazione di biomarcatori fisiologici e chimici. L’integrazione dell’apprendimento automatico migliora la sua capacità di interpretare accuratamente dati complessi, rendendolo uno strumento promettente per valutare lo stress in vari ambienti. Con potenziali applicazioni in condizioni di lavoro e nella vita quotidiana difficili, CARES apre nuove possibilità per la gestione e l’intervento proattivo dello stress.