BioGAP-Ultra: ウェアラブルマルチモーダル生体信号取得・処理のためのモジュラーエッジAIプラットフォーム

科学分野:

• ウェアラブル技術
• 生体医用工学
• ヘルスケアにおける人工知能

背景:

• 実世界の状況における連続的な生理学的モニタリングおよび人間と機械の相互作用に対する需要の高まり。
• オンデバイスインテリジェンスを備えた柔軟で低電力のウェアラブルプラットフォームの必要性。
• 既存のウェアラブル生体センシングプラットフォームのストレージ、接続性、および信号モダリティに関する制限。

研究 の 目的:

• BioGAP-Ultra、高度なマルチモーダル生体センシングプラットフォームの提示。
• 多様な誘発電位および血行動態信号の同期取得の実現。
• ウェアラブルデバイスでの組み込みAI処理のための最先端のエネルギー効率の達成。

主な方法:

• ストレージの増加、無線接続の改善、および信号モダリティの強化を備えたBioGAP設計の拡張であるBioGAP-Ultraを開発しました。
• BioGAP-Ultraをさまざまなウェアラブルフォームファクタ（例：ヘッドバンド、スリーブ、チェストバンド）に統合しました。
• 光電式容積脈波（PPG）および筋電図（EMG）信号分析のためのオンデバイスAIアプリケーションを展開しました。

主要な成果:

• BioGAP-Ultraは、EEG、EMG、ECG、およびPPG信号の同期取得をサポートします。
• さまざまなフォームファクタ（例：ECG-PPGチェストバンドで9.3 mW）での連続モニタリングおよびAI処理のための低消費電力を実証しました。
• EMGベースのモーションフェーズ分類（23.6 mWで79.9% ± 5.7%）などのオンデバイスAIアプリケーションで高精度を達成しました。

結論:

• BioGAP-Ultraは、高度なウェアラブルアプリケーションのための用途が広くエネルギー効率の高いマルチモーダル生体センシングプラットフォームです。
• このプラットフォームは、リアルタイムの生理学的モニタリングおよび人間と機械の相互作用のためのオンデバイスAI処理を可能にします。
• ハードウェアおよびソフトウェアのオープンソースリリースは、ウェアラブル生体センシングにおけるさらなる研究開発を促進します。