AIはどのように睡眠を改善できるのでしょうか? MIT Lab と DeRucci Group の中国チームが新たなソリューションを発見

中国、東莞、2025年11月6日 (グローブニュースワイヤー) -- 2025年10月27日、MIT（マサチューセッツ工科大学）の研究室が非公開のデモンストレーションイベントを開催し、最新の研究成果である「FiberCircuits」インテリジェントファイバープラットフォームを発表した。このプラットフォームは、MITの終身教授でMIT研究室の学術部長、センサーおよびアンビエントインテリジェンス研究ディレクターが主導した。 Joseph Paradiso グループと中国の研究チームおよび業界チームと共同開発しました。

この革新的な技術は、ファイバー自体の中にセンシング、計算、フィードバックシステムを統合し、柔軟な素材が自律的な知能を持つことを可能にします。これは、睡眠の健康研究における人工知能の応用に新たな方向性を切り開き、また、インテリジェントなソフトマテリアルの分野における中米の科学協力における重要な成果でもあります。

この共同研究は、「テクノロジーを布地と同じように自然に生活に溶け込ませる」というコアコンセプトに基づいています。双方の研究チームは、システムアーキテクチャ、アルゴリズム設計、アプリケーション検証など複数のレベルで協力し、ファイバーにマイクロセンサーとAIチップを埋め込むことで、信号取得、エッジ推論、フィードバックメカニズムの統合設計を実現した。

Paradiso 氏は、FiberCircuits は人間とコンピューターの相互作用が「織り成す知性」段階への入り口となることを指摘しました。ファイバー自体が感知能力と思考能力を備えているとき、テクノロジーはより自然な方法で人間の睡眠を理解し改善することができます。

「繊維状の物体にセンサーや回路を埋め込むことで、衣服などのアイテムに織り込むことが可能になり、ウェアラブルコンピューティングを全く新しいレベルに引き上げることになる。この技術が多くの応用を生み出すことを期待している。これは、多くの新たな可能性をもたらす潜在的な革新的な技術だ」とパラディソ氏は語った。

実際、スマートファイバーは、特に睡眠モニタリング、医療リハビリテーション、スマートホームなど、人体との接触を伴うシナリオにおいて、センサーの次世代形態の1つとなる可能性が高い。ただし、既存のセンサーを完全に置き換えるのではなく、環境や日常の物体にセンシング機能を統合する「センサーとしての素材」という新たな道を開くことになる。

中国のパートナー チームは、システム エンジニアリングと睡眠シナリオの検証で重要な役割を果たした DeRucci Group のチームです。

睡眠科学と家庭の健康における中国の研究基盤を活用して、研究者らは、さまざまな集団の睡眠姿勢と呼吸特性を対象とした実験モデルとテストプラットフォームを構築した。これにより、FiberCircuitsの信号取得とアルゴリズムトレーニングに実質的なデータサポートが提供された。共同開発した実験用プロトタイプは、快適さ、耐久性、応答精度において段階的な結果を達成し、スマート寝具と健康モニタリング研究への将来の拡大の基礎を築いた。

FiberCircuits テクノロジーの中核は、柔軟な材料で「センシング - 計算 - フィードバック」の閉ループ機能を実現できるようにすることにあります。研究チームは、編み込み可能なフレキシブル回路に最小 0.9 mm の集積回路を埋め込み、繊維が呼吸、体温、電気皮膚反応、微小な動きなどの信号をリアルタイムで捕捉し、最適化された tinyML アルゴリズムを通じてローカル推論を実行できるようにしました。

DeRucci GroupのCTO Chen Wenze氏は「Jazzyear」に対し、FiberCircuitsテクノロジーのエッジ側アルゴリズムは主にDeRucciが主導していると述べ、「私たちはほとんどの推論タスクと、人間の生理学的特性に適合できるデータや機能をエッジ側に配置することを好みます。これにより、ユーザーへの干渉が軽減され、ユーザーデータのプライバシーとセキュリティが保護されます。」と語った。

このシステムは、光、音、微小刺激などのフィードバック メカニズムを通じてアルゴリズムを検証することもでき、非侵襲的で低電力の信号相互作用を実現します。 中国チームは、睡眠モニタリングに関連する多次元信号校正実験の完了を支援し、モデルトレーニングの安定性と汎用性を確保するために繊維材料のバッチテストに参加しました。

DeRucci チームは、このコラボレーションにおいて 3 つの大きな利点を実証したことがわかります。

エンジニアリング: バッチテスト、材料の一貫性検証。

データ: さまざまな睡眠集団からの広範なサンプル。

アプリケーション シナリオ: 消費者レベルの実装に近い業界シナリオ。

イベント中、共同研究チームは睡眠科学に関する複数の実験的検証プロトタイプをデモンストレーションしました。

FiberCircuits に基づくマットレス検証プラットフォームで、姿勢認識における低密度分散センサー ネットワークの感度をテストします。

光電脈波計 (PPG) と筋電計 (EMG) モジュールを統合したアイマスク プロトタイプ。呼吸リズムと夜間の筋肉活動のモニタリング精度を研究するために使用されます。

慣性測定ユニット (IMU) とガルバニック皮膚反応センサーに基づいた枕の構造は、圧力変化と環境フィードバックの間の動的な関係を分析するために使用されます。

すべてのプロトタイプは実験目的であり、さまざまな睡眠シナリオにおける AI アルゴリズムの信号解析機能と人間と機械の結合効果を検証することを目的としています。

MITとDeRucci Groupは、協力期間中に持続可能な技術交換と人材交流のメカニズムを確立した。両社は来年、サンプル母集団と実験シナリオをさらに拡大し、睡眠研究、リハビリテーション支援、非侵襲的健康モニタリングにおけるスマートファイバー技術の徹底的な探求を共同で推進する予定である。研究チームはまた、世界的な研究機関間の協力と結果共有を促進するために、いくつかのアルゴリズムとテストプロトコルの共同リリースを促進する予定である。

Paradiso教授は、FiberCircuitsは単なる材料とAIの組み合わせではなく、計算とセンシングを生活そのものの一部にするという科学哲学の拡張であると述べた。中米の科学研究の緊密な協力により、このコンセプトは工学的実装と応用検証においてより迅速に実現できるようになったと述べた。将来的には、この研究は健康技術、繊維インテリジェンス、人間と機械の統合の分野に影響を与え続け、世界的な技術革新に新たな活力を注入するだろう。

FiberCircuits は、センシング、計算、フィードバックを素材自体に直接統合することで、インテリジェンスを追加のデバイスに依存させるのではなく、環境の一部にするという新しい技術の道を示しています。睡眠監視から医療支援、およびより広範な人間とコンピューターの相互作用シナリオに至るまで、この素材レベルのインテリジェンスは、データ収集方法を再構築し、科学と産業のコラボレーションのための新しいインターフェイスを提供する可能性を秘めています。

成熟にはほど遠いものの、インテリジェンスは侵入が少なく、より自然な方法で私たちの日常生活に存在できる可能性をすでに示しています。

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