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麻省理工研發可定位人體細胞助力醫療的GPS定位系統

2018-08-26
關鍵詞: 傳感器 GPS 人工智能

  如果你想要找到自己附近的餐廳或者酒店,使用手機上的地圖 APP 就可以實現,不管是谷歌,高德還是百度地圖,通過使用地球附近的全球定位衛星系統,這些 APP 都可以讓你快速找到心儀的餐廳位置,并告訴你距離有多遠,步行或者乘坐各種交通工具的時間要多久,你需要的交通信息在其中都可以找到。

  基于同樣的原理,其實這樣的 GPS 定位技術也完全作用到人體上,最近麻省理工學院的計算機科學和人工智能實驗室的研發人員,Dina Katabi 博士和其團隊就開發了一款名為 ReMix 的人體 GPS 定位系統,通過這種無線技術給人體內部的各項機能進行定位,在搜尋腫瘤和癌細胞方面都能起到很大的作用。

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  相比起來,目前醫學上的人體偵測方法是極具侵入性的,需要給身體手術植入傳感器或者讓患者從喉部吞下傳感監測攝像頭,其不僅實施成本大,而且效果也不理想,通過 ReMix 定位系統,就像給患者的身體內部植入了高性能的體內監測設備,對人體內的各種不正常狀況進行實時追蹤,如果確定了患者的腫瘤位置,還可以實時傳回關于該腫瘤的病情狀況,并提供相應的理療改善方案。

  這樣的功能實現方式與全球 GPS 定位系統非常相似,不過當然不會用到全球定位衛星,為了測試此 ReMix 系統,研發人員在透明容器內放置了一些動物細胞組織,并利用該系統標記了一個虛擬的腫瘤細胞,然后對該腫瘤進行攻擊,他們發現該標記本身也可以作為反射器,將無線電信號反向傳輸回來,而不需要電源供應。

  不過這項技術也存在一個巨大的問題,該問題就出在人體的皮膚上,雖然人體皮膚可以高效反彈來自人體內部的信號,但是根據 MIT 的發現,這些反彈出皮膚的信號強度比研究人員能夠檢測到的強一億倍,對于這樣的高強度信號進行分析是一件極不容易的事情,而 ReMix 系統具有一個很大的優點,它們可以讓來自標記的信號從這種反彈信號中分離出來,從而實現快速而高效的進行人體定位監測。

  在初次測試中,研發人員發現 ReMix 標記的定位效果可以達到 1.4 厘米,如果要類比實景世界 GPS 系統,那么目前 ReMix 能達到的定位水平僅能到達定位地圖上的城市范圍,還不能達到定位某個單獨建筑物的程度,因此精度水準目前還達不到實際應用所需要的高度,根據業內人士介紹,其誤差范圍必須接近毫米,才能可靠地應用于臨床醫學領域。


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