Il respiro umano trasporta una vasta gamma di informazioni, e il ricercatore KAUST Osama Amin ha collaborato con Mohamed-Slim Alouini e Basem Shihada di KAUST e i colleghi Maryam Khliad e Said Ahmed presso la Information Technology University, Pakistan, per sfruttare tali informazioni.

Fin dalla fine del XVIII secolo, scienziati e inventori hanno escogitato modi per migliorare la telecomunicazione umana dal telegrafo, il telefono, il cellulare e ora Internet. In anni più recenti, c'è stato un clamore intorno ai media multidimensionali. La domanda di questo tipo di media di nuova generazione ha spinto i ricercatori a studiare modi per aggiungere altri sensi, come l'odore, toccare e gustare, ai tradizionali sensi del suono e della vista.

Gli scienziati hanno già trovato modi per estrarre informazioni sul corpo umano dal respiro. L'etilometro, che stima i livelli di alcol nel sangue, è stato inventato negli anni '50. Più recentemente, i medici hanno utilizzato campioni di respiro raccolti dai pazienti per rilevare virus, come l'influenza umana, o anche per diagnosticare tumori, come i tumori al seno e ai polmoni. Quasi 1, Finora sono stati identificati 000 composti organici volatili nell'alito umano sano, che variano a seconda della salute, età, dieta, sesso, Grasso corporeo, altezza e stile di vita.

Il team immagina un concetto ancora più ampio. Hanno già progettato un'architettura di sistema in grado di rilevare teoricamente una persona infetta da un virus nel mezzo di un'area affollata, come un aeroporto.

"La nostra idea è costruire un sistema di comunicazione usando il respiro inalato ed espirato, dove l'informazione è trasportata in molecole, " spiega Amin.

La costruzione di un tale sistema di comunicazione del respiro aprirà le porte a una nuova generazione di reti wireless per il corpo, lui spiega. Questi sono i sistemi di comunicazione utilizzati dai medici, Per esempio, monitorare la salute in modalità wireless utilizzando sensori indossabili e impiantati in grado di comunicare informazioni a un dispositivo remoto.

Un sistema di comunicazione del respiro non sostituirà questo tipo di configurazione, ma può offrire un grado di libertà ancora maggiore per le applicazioni della vita reale, come quelli necessari per monitorare i pazienti in quarantena.

Il team sta ora stabilendo collaborazioni multidisciplinari con esperti in molti campi per definire i migliori modelli di canale di comunicazione che possono essere utilizzati per questo approccio. Stanno facendo le domande:che tipo di informazioni possono essere scambiate? Quali tipi di composti molecolari verrebbero introdotti nel sistema per interagire con il corpo umano? Quali tipi di sensori e rilevatori sono necessari per inviare e ricevere informazioni? E quali problemi di sicurezza e privacy devono essere affrontati?

Il team sta anche utilizzando le informazioni che possono essere raccolte dal respiro espirato per insegnare agli algoritmi di apprendimento automatico come monitorare la salute umana, misurare le attività fisiche, e persino monitorare lo stato psicologico di una persona, dice Amin. Questi algoritmi potrebbero quindi essere utilizzati insieme ai sensori nei futuri telefoni cellulari, lui dice. "Proprio come stiamo addestrando i telefoni cellulari a riconoscere le firme, voci e volti delle persone; l'allenamento del respiro potrebbe essere utilizzato per identificare gli individui e per monitorare il loro stato generale di benessere, "dice Amin.