移動中の身体信号から疲労とストレスを解読するスマートセンサー(NUS smart sensor decodes fatigue and stress from body signals on the move)

20206-03-30 シンガポール国立大学(NUS)

シンガポール国立大学(NUS)の研究チームは、日常動作中でも高精度に心電図や血圧を測定できるハイドロゲル型ウェアラブルセンサーを開発した。従来は動作によるノイズで精度が低下していたが、本技術はナノ構造による物理的ノイズ遮断と電解質制御により信号を選択的に通過させ、さらにAIで残留ノイズを除去する。これによりSNRは約37dB、血圧誤差は3mmHgと臨床基準を満たした。取得データを用いた機械学習により疲労度を92%の精度で判定可能となり、主観評価に依存しない継続的なメンタルヘルス監視の実現が期待される。

移動中の身体信号から疲労とストレスを解読するスマートセンサー(NUS smart sensor decodes fatigue and stress from body signals on the move)

Powered by artificial intelligence, the soft and skin-like hydrogel sensor demonstrates superior performance, especially during movement, when reducing signal noise is critical.

<関連情報>

メタトポロジーハイドロゲルは、バイオエレクトロニクスにおけるマルチソースおよび周波数調整可能なアーティファクト軽減を可能にする Meta-topological hydrogel enables multisource and frequency-tailored artefact mitigation for bioelectronics

Guo Tian,Longchao Huang,Xinglong Pan,Zhiwei Li,Wanheng Lu,Wei Li Ong,Chang Liu,Yi Zhou,Yue Sun,Weili Deng,Weiqing Yang,Wei Gao & Ghim Wei Ho

Nature Sensors  Published:24 March 2026

DOI:https://doi.org/10.1038/s44460-026-00055-x

Abstract

High-fidelity signal acquisition underpins next-generation healthcare bioelectronics, yet motion artefacts severely impair both signal integrity and measurement reliability. Existing mitigation strategies primarily target a single artefact type or a fixed frequency range, limiting scalability and generality. Here we report a meta-topological hydrogel that combines programmable phononic metastructure filtering with topology-tunable ion diffusion to suppress multisource mechanical and biopotential artefacts across tailored frequency ranges. This artefact-mitigating platform enables simultaneous, artefact-free acquisition of haemodynamic and electrophysiological signals, achieving ISO-grade A blood pressure accuracy and an electrocardiograph signal-to-noise ratio of 37.36 dB during daily activities. The platform supports robust feature extraction from physiological signals for fatigue profiling, achieving a deep learning classification accuracy of 92.04%. We further demonstrate effective artefact suppression across diverse biosignals modalities, including heart and respiratory sounds, voice, electroencephalogram and electrooculogram, highlighting its potential for scalable and kinematic-tolerant monitoring in motion-intensive scenarios.

1603情報システム・データ工学
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