يُحدث التطور الهائل في كلية الهندسة بجامعة بار إيلان ثورة في عالم التكنولوجيا الصحية، حيث كشف البروفيسور دورون نافيه وفريقه عن جهاز مدمج يبشر باستبدال أجهزة الاستشعار البصرية التقليدية الضخمة، تم تجهيز هذه الأداة المبتكرة لتسهيل قراءات نسبة السكر في الدم من خلال الهواتف الذكية.
هذه التكنولوجيا التي ستغير قواعد اللعبة، وهي حاليًا في مرحلة إثبات المفهوم، مدعومة بقوة الذكاء الاصطناعي وآليات الاستشعار التكيفية، وفي بيانها، أفادت الجامعة أن الهدف الرئيسي وراء هذا المسعى هو إنتاج منتج سهل الاستخدام يمكن استخدامه بسلاسة مع التكنولوجيا اليومية، مما يجعل قياسات نسبة السكر في الدم سهلة ومتاحة للجميع.
لا شك أن هناك حاجة ملحة لمثل هذا الابتكار، حيث أن أجهزة الاستشعار البصرية الحالية، الضرورية لتمييز خصائص الضوء، كبيرة، ومكلفة، ومُعدة للاختبارات المتخصصة، مثل التقييمات الطبية في المستشفيات. ومع ذلك، يبشر البحث والتطوير في جامعة بار إيلان، وهو جهد تعاوني مع خبراء من الولايات المتحدة والنمسا، يبشر ببديل مدمج يعتمد على الذكاء الاصطناعي.
بالنسبة للمبتدئين، تقوم أجهزة الاستشعار البصري بقياس خصائص المواد عن طريق نقل أو عكس الضوء من خلالها، وبينما أفادت هذه الأجهزة المجالات الطبية والبحثية في المقام الأول، فإن دمج هذا الجهاز الجديد في الهواتف الذكية قد يجعله من الضروريات في أي منزل، وكما يتصور البروفيسور نافيه، فإن هذا يفتح عالماً من الاحتمالات التي يسميها “طيف الأشياء”.
ومن خلال التعمق في التطبيقات المحتملة لهذه الفكرة، يمكن للمرء قياس الخصائص المتنوعة للمواد الاستهلاكية، يتضمن ذلك تحديد تركيزات الصوديوم في الطعام، ولون العناصر، وحتى استنتاج تركيبها الكيميائي إلى حد ما، وفي سيناريوهات الحياة اليومية، يمكن للجهاز قياس محتويات المشروبات ونسب الدهون في منتجات الألبان أو التحقق من نقاء المنتجات مثل زيت الزيتون أو العسل أو عصير الليمون.
لكن الأعجوبة لا تتوقف عند هذا الحد. قد يشهد المستقبل استخدام الأفراد لمقاييس طيفية صغيرة داخل الأجهزة المحمولة، وإجراء مجموعة من الاختبارات الذاتية – بدءاً من قياس مستويات مضادات الأكسدة إلى فحص تركيزات السكر في الدم، وعلى المستوى الفني، يتم استبدال مكونات الأجهزة البصرية التقليدية بمستشعر تكيفي في هذا الاختراع الجديد. يسهل هذا المستشعر، إلى جانب الخوارزميات والبيانات، إدراك خصائص الضوء، هذا البديل يلغي الحاجة إلى المرايا والعدسات والمنشورات والكاميرات.
وعلى مستوى الميكانيكا، يحدد البروفيسور نافيه النهج متعدد الأوجه للنظام: الاستشعار التكيفي الذي يغير استجابته للمؤثرات المختلفة، وجمع البيانات للتدريب على القياس، والشبكة العصبية التي تعتمد على الخوارزمية والتي تفسر هذه القياسات، وهذا المزيج لا يمكّنه من تمييز السمات الفيزيائية للضوء فحسب، بل يمكّنه أيضًا من إجراء الحسابات ضمن مجموعة من أجهزة الكشف.
وأعرب البروفيسور نافيه عن تفاؤله بشأن التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا. وعلق قائلاً: “مستقبلًا، سيتم دمج هذه المستشعرات في العديد من الأنظمة التي تميز خصائص المادة من خلال انعكاس الضوء أو انتقاله، خاصة في إعدادات الهاتف المحمول”، وتابع موضحاً: “تخيل الإمكانات – قياس وتحليل التوقيع الطيفي لأي شيء تقريباً، حتى تحديد مستويات الجلوكوز أو الكحول أو الأكسجين في مجرى الدم من خلال هواتفنا”.