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AI如何监测宇航员在太空中的健康状态

2019-12-25 18:00:29 点击量:
导读:这项研究将帮助人类安全前往火星,同时也以务实的态度帮助继续生活在地球上的人类延长健康寿命。

ai如何监测宇航员在太空中的健康状态

▲罗塞塔航天器使用光学、光谱和红外远程成像系统拍摄的火星自然彩色照片

人类已经进化了几百万年,完全适应了地球上的生活条件。但是现在,人类正在计划一项去太平洋空的长期任务,这迫使宇航员在太平洋空环境中生活更长时间。

美国宇航局计划于2025年将人类送往小行星,并于2030年送往火星。其中,美国宇航局的。火星之旅;该计划是历史上最长的载人航天任务,要求宇航员在太平洋空环境中生活三年以上。虽然宇航员可以在短时间内适应泰空的条件,但泰空的长期旅行仍然会给人体带来各种压力。根据过去的经验,返回地球的宇航员经常经历视力、平衡、力量、协调和血压的一系列变化。

在地球上,人类的肌肉自然会受到反抗重力的影响。然而,在Tai 空的环境中,肌肉会逐渐收缩,导致宇航员的肌肉含量迅速下降。在微重力条件下,宇航员通常会在6个月内失去多达50%的肌肉。此外,在泰空环境中,矿物质排出体外的速度比在地球上快得多,导致每月骨密度降低1%。这种情况基本上相当于地球上老年人一年内的骨丢失率。换句话说,宇航员有患骨质疏松症的风险,骨质疏松症可能导致骨折和过度驼背。骨质疏松症增加宇航员跌倒的风险40%,髋部骨折的风险25%,死亡的风险82%。

因此,参加长期飞行的宇航员非常需要对他们的肌肉质量和骨骼质量的直接反馈。

美国宇航局目前正与太平洋健康转型研究所合作,共同开发创新方法,以确保太平洋地区的人类健康。崔西是贝勒医学院领导的技术联盟。其参与者包括加州理工学院和麻省理工学院。该联盟正在使用一系列最先进的生物医学研究方法与& ldquo泰空环境模拟环境&现状;该模型旨在帮助宇航员找到一种可持续的生存方式。

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▲檀香山夏威夷大学癌症中心ai精密医学研究所

身体形状是所有原子变化的最终产物。因此,身体形状的变化可以说是身体衰退最直观的警告。作为回应,ai-phi研究人员正在研究身体形状信息如何对强度、身体成分和健康标志如血液生物标志的相关性做出反应。三维光学模型可以准确地估计人体内的骨骼和肌肉成分,进而监测身体功能下降的具体风险水平。研究人员使用人工智能技术来分析数据和整理许多重要信息。

astro3do研究的目标是开发一个突破性的项目来帮助宇航员完成美国宇航局的任务。火星之旅;如各种长期空飞行计划。该团队目前正在使用人工智能设计定制的三维光学扫描仪,以监测宇航员在泰空环境中身体成分的变化。

该项目的目的是确定3d光学相机的最佳性能及其应用的可行性,以便收集人体视图并准确分析人体成分的比例。谢博德博士计划使用。振作起来!研究与现状;该项目积累的经验将进一步探索宇航员身体变化的奥秘。该小组将在太平洋空舱安装几个小型摄像机来收集数据。宇航员在太空中漂浮时会自然旋转空,因此相机可以轻松捕捉到他们完整的身体外观。用3d扫描仪监测身体形状可以有效地提供与健康状况相关的有价值的反馈。更重要的是,3d扫描仪本身安全、便宜且易于使用。

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▲使用人工智能技术分析三维光学图像,以测量包括脂肪、肌肉和骨骼在内的精确身体成分。

Astro3do研究团队还将开发一系列突破性的方法来改善人类在tai 空环境中的健康和功能,帮助宇航员在飞行过程中不断监测骨骼和肌肉质量,从而有效延长探索任务的实施周期。事实上,经历长途飞行和返回的宇航员很可能会出现肌肉萎缩、精神崩溃等症状,甚至在火星上患上骨质疏松症,最终导致脊椎或髋部骨折和驼背。

这项研究将使用3d光学扫描和流体再分配来监测宇航员身体衰退的风险。目前的3do模型已经能够准确估计人体骨骼与肌肉的比例,但在太空环境中仍然缺乏适应性经验。为了模拟空间条件空,谢博德的团队将推动进一步的研究,并尝试使用硬件、算法和微重力模拟器来提高模型的性能,同时为飞行期间的微重力测试要求建立一个可行的模拟空间空。这项研究的长期目标是在太平洋空创造一种可行的装置和方法,以量化宇航员的身体变化和骨折风险。该项目的基本假设是使用反映人体组成的3do模型来匹配泰空舱的硬件设计,最终解决泰空条件给人体带来的健康挑战。

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▲ai-phi、nasa和ncsf的astro3do研究团队成员

这项研究的具体目标包括:

通过模拟人体表征的分辨率、成帧速率、采集精度以及对比度等细节,确定3d光学摄像机在采集人体视图时的最佳性能与太空环境可行性。 探索并确定3do在全身成分(肌肉、脂肪、脂肪百分比、bmd)、特殊区域(内脏脂肪、皮下脂肪、腰椎bmd)以及自动人体测量学(消除姿势影响、受限视图扫描与分析等)的准确性与精度,并将结果与标准方法(dxa与高分辨率3do)进行比较。 明确3do身体成分与自动人体测量学方案的精度水平与精度上限,利用其他替代性条件(姿势、姿态、反重力、反向靴)、浮力(水下)以及微重力(蹦床顶点)掌握太空环境对测量造成的影响 构建并描述原型设计方案在微重力条件下的性能表现。

这项研究极具创新性,预计将真正包括宇航员在长期飞行条件下的健康保护。此外,相关方法也将适用于身体变化相似的癌症患者。身体成分测量是癌症研究中一个相对较新的领域,它可以帮助我们理解肥胖与身体形态和癌症发展及结果之间的关系。astro3do研究的结果也将适用于癌症恶病质研究,从而帮助我们了解和预防癌症相关的肌肉损失,提高癌症患者的生活质量。为此,斯蒂芬德博士计划在夏威夷大学癌症中心对恶病质患者进行一项后续研究。

除了向太平洋空环境中的宇航员提供援助外,世界各地的科学家还试图利用人工智能等一系列先进技术探索监测健康状况的方法。也许有一天,我们可以修复与生物衰老过程相关的身体损失,甚至恢复老年人的免疫系统功能。这项研究将帮助人类安全到达火星,同时帮助继续生活在地球上的人们以务实的方式延长他们的健康寿命。

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