基于柔性傳感器的智能機器人“慧聽”人機交互系統(tǒng)研發(fā)
目前第一代完整的呼吸音采集設備已研發(fā)完畢,完全實現(xiàn)呼吸活動的柔性無感持續(xù)智能監(jiān)測評價和適應多場景下交互設計需求,提高醫(yī)療救護能力和應急救援能力,減輕醫(yī)療及養(yǎng)老行業(yè)人力與經(jīng)濟運營成本,創(chuàng)新引領社會與經(jīng)濟發(fā)展。
圖1 技術路線
【技術優(yōu)勢】
(1) 基于駐極體薄膜的高靈敏度接觸式壓力傳感器
目前用于呼吸音及心音監(jiān)測的傳感器大多采用較硬的基底,難以適應人體胸部曲線,不適合長期可穿戴使用。因此,本成果基于駐極體的自驅(qū)動壓力傳感器的自供能、響應速度快和靈敏度高等優(yōu)勢,設計了一種用于可穿戴式聲音監(jiān)測的高靈敏度柔性駐極體壓力傳感器,以實現(xiàn)對人體呼吸音與心音地長期、實時監(jiān)測。
圖2 部分成果展示
(2) 智能呼吸音監(jiān)測分析預警平臺
通過深入臨床大規(guī)模收集心音和呼吸音樣本、對病理性樣本進行學習訓練,對信號的模式識別進行研究匹配,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機兩種識別模式,對病理性聲音特征進行分析得出智能化參考病癥分析。由于呼吸音信號的復雜性,同一種類型的呼吸音有不同人或是同一人在不同時間發(fā)出時,樣本數(shù)據(jù)不完全相同,傳統(tǒng)方法容錯率與識別率極低。本成果將呼吸衰竭患者的呼吸音數(shù)據(jù)進行分類識別和特征標定,采用人工智能算法進行測試和集訓,實現(xiàn)為大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)參考。
(3) 呼吸音智能監(jiān)測預警系統(tǒng)的人機交互設計
通過分析多個智能呼吸音監(jiān)測預警操作系統(tǒng)的使用場景、認知特點、輸入和輸出方式,歸納出它們在交互設計上的一般性的設計原則和設計缺陷。通過多學科的交叉,如人因功效學、設計語義學、設計美學、設計心理學等學科,進行了全面整體的交互設計研究。
圖3 智能呼吸音診斷軟件界面
圖4 臨床人員操作軟件試用
【性能指標】
華中科技大學
2023-06-19