AIは現在最もホットなトピックの1つであり、AI技術の急速な発展に伴い、その応用はますます広まっています。AI関連技術の進歩により、ヘルスケア業界もよりインテリジェントで軽量、そして正確な方向へと進んでいます。この記事では、ヘルスケア業界におけるAI技術の応用と開発、および関連アプリケーションに対するMolexの取り組みとソリューションについて紹介します。
人工知能は医療業界に革命的な影響をもたらした
近年、ビッグデータ、機械学習、AIの可能性が世界的に認識されるようになりました。実際、インテリジェントなアルゴリズムと画期的なコンピューティング能力を使用して、膨大な量の非構造化データから独自の洞察を抽出する能力は、ヘルスケア業界に革命的な影響を与える可能性があります。
医薬品開発を例に挙げてみましょう。これは、非常に特殊な方法で生物学的プロセスに影響を与える分子の探索、これらの分子を原薬として開発し、3段階の臨床試験を実施するという、複雑で費用のかかる事業です。しかし、このアプローチの失敗率は非常に高く、薬を市場に出すまでに数十年かかり、数十億ドルの費用がかかることもあります。ビッグデータとAI技術の応用により、医薬品開発プロセスの効率とコスト効率が向上する可能性があります。
一方、接続された薬物送達システムは、患者により良い医療を提供することができます。これらのシステムは、従来の治療法とコンピューターを介した薬物投与を組み合わせて、患者が適切な薬を適切なタイミングで適切な用量で受け取ることを保証します。投薬計画の遵守を確実にすることで、患者が処方薬の恩恵を最大限に受けられるように支援できます。これらのシステムは、関連するバイタルサインを監視することで患者の状態に基づいて薬剤投与を調整することもできるため、患者は病院ではなく自宅で生活できるようになります。患者と医療提供者の間に密接なフィードバック ループを確立し、監視および監督のプロセスを改善します。また、他の状況でのさらなる分析のために検証済みの患者データも提供します。
さらに、社会的距離と隔離の必要性は、人々が必要な医療を受ける上で新たな課題に直面することを意味します。新しい働き方に対する需要により、人々が医療サービス提供者と遠隔でつながるだけでなく、自宅でより多くの診断やケアを実行できるようにするさまざまな新しいテクノロジーが生まれました。患者は、体温、血糖値、血圧などのバイタルサインを定期的に読み取るデバイスに接続できます。データはインターネット経由でクラウドサービスに安全に送信され、AIや機械学習などの技術を使用して分析されます。このデータは保存されるか、医師や他の専門家に送信されて確認されることがあります。
人工知能がデータセンターやウェアラブルデバイスの急速な発展を促進
包括的なデジタルヘルスケアプラットフォームを確立するには、まずデータセンターを構築することが不可欠です。AI機能が急速に進歩するにつれ、強力なデータセンターに対する将来の需要を満たすための熾烈な競争が生まれています。AIアプリケーションの複雑さが増し続け、計算の需要が飛躍的に増加するにつれて、AIの継続的な開発により、データセンターの電力管理に新たな課題が生じます。パワーによって、どのデータセンターが処理能力をより高いレベルに引き上げ、主導的な地位を維持できるかが決まります。
一方、機械学習アルゴリズムとディープニューラルネットワークは、データ分析、パターン認識、意思決定のための強力なツールとなっています。ただし、これらのAIアプリケーションを効果的に動作させるには、かなりの計算能力とエネルギーが必要です。大規模なAIモデルのトレーニングでは大量の電力が消費される可能性があり、ディープラーニング アルゴリズムに必要な複雑な行列計算を実行するために、グラフィックス プロセッシング ユニット (GPU) やテンソル プロセッシング ユニット (TPU) などの特殊なハードウェアがよく使用されます。これらの専用ハードウェア ユニットは、膨大な量のデータを処理し、機械学習に必要な処理を最適化するように設計されています。
さらに、今日のトップクラスのデータセンターは、最大112 Gbpsのデータ転送速度を提供できます。多くのデータ センターでは、この速度とパフォーマンス レベルを実現するために、ハードウェアとコネクタをアップグレードしています。AI処理の需要の高まりに対応するため、224Gbps-PAM4データセンターを構築する傾向が生まれています。しかし、世界中のデータセンター間でデータ転送速度を2倍にするには、発電量の大幅な増加が必要になるため、困難な作業となります。
一方、スマートフォンやウェアラブル医療機器の普及が進むにつれ、直感的なタッチスクリーンを組み合わせることで、消費者は高度な複雑な機能を安心して使用できるようになります。さらに、5G無線通信ネットワークの展開により、物理的な接続なしに大量のデータを共有できるようになり、デバイスはどこからでもインターネットを使用して情報を交換できるようになり、変化するニーズや状況に迅速に対応できるようになります。
ヘルスケア業界では、病院での使用に限定されなくなったさまざまなウェアラブルデバイスが導入されています。これらの精密機器は小型で持ち運び可能なため、患者が持ち運んだり装着したりすることができます。これらのデバイスは、小型の電子設計とユーザーフレンドリーなタッチスクリーン コントロールを特徴としており、ウェアラブル テクノロジーの新世代の先駆けとなります。患者はデータ機能に基づいて監視や治療を受けながらも、自由に日常生活を送ることができます。
Molexミラーメズ拡張コネクタ
人々の生活を向上させ、医療システムの効率を高める
Molexとその子会社であるPhillips-Medisizeは、ハードウェア、ソフトウェア、ユーザー エクスペリエンス設計に関する専門知識を活用して、ヘルスケア システムの開発における課題に効果的に対処します。たとえば、Molexは製薬会社と協力してコネクテッド ドラッグ デリバリー プロジェクトを推進し、コンセプト開発から臨床供給、CEマークおよびFDA承認デバイスの商業的発売までの全プロセスをサポートしています。
Molexは、コネクテッド ドラッグ デリバリー システムの開発においてさまざまな役割を果たしています。一方、Molexは、大規模なデータ分析のためのクラウド データ センターの効率的な運用を可能にする相互接続ソリューションを提供しています。一方、モレックスは、これらのデバイスを接続して新しいユースケースを生み出す次世代の5Gモバイル ネットワークと5G対応スマートフォンの展開をサポートしています。
5Gは、コネクテッドヘルスケアをサポートする重要な機能をいくつか提供します。5G規格の設計目標は、単位面積あたり4Gの1000倍のデバイスをサポートすることです。接続された薬物送達システムがフィットネストラッカーと同じくらい普及すれば、5Gは必要な接続性を提供できるようになります。さらに、低電力、低データレートの通信規格により、将来の薬剤送達や関連する医療機器がシンプルなモノのインターネット (IoT) プロトコルを介して接続できるようになる可能性があります。
モレックスは、患者の治療成果を改善するための新たなアプローチとして、デジタル薬剤投与に関して顧客と協力することにも取り組んでいます。AIと機械学習を使用することで、臨床医や研究者は、各個人に最適な治療を提供するために、薬剤、投与システム、その他の医療機器や技術をどのように調整する必要があるかについて、より正確な洞察を得ることができます。
Molexはヘルスケア市場の需要を満たすさまざまなソリューションを提供しています。たとえば、Mirror Mezz Enhanced Connectorは、データセンターのより高い電力要件に対応し、効率的な熱管理を可能にし、医療AIアプリケーションで最大224 Gbps (PAM4) の速度での信号 (データ) 処理をサポートします。これらのコネクタは450Wおよび1000W GPUモデルに適しており、優れた空冷および液冷性能を提供します。ウェアラブル デバイス向けに、Molexは従来のフラット フレキシブル ケーブル (FFC) の代替品としてEasy-Onシリーズ コネクタを提供しています。このコネクタは、FFCをさまざまな他のコンポーネントに迅速かつ安全に接続するための、微細ピッチの薄型ソリューションを提供します。
最新の医療機器を5Gネットワークに統合するために必要な高性能RFコネクタとケーブルについては、MolexはMCRFシリーズのマイクロ同軸RFコネクタを提供しており、設計者が無線LAN、GPS、Bluetooth接続を実現できる高周波基板対ワイヤ ソリューションを提供します。超薄型PCBマウント ジャックは、組み立て済みケーブルで使用できます。
4列基板対基板コネクタ
高強度、高信頼性の4列基板対基板コネクタ
AIおよびヘルスケア アプリケーションでは、顧客はパフォーマンス パラメータに妥協することなく、製品の小型化に対する市場の需要を満たすことを目指しています。また、嵌合プロセス中にコネクタが損傷するリスクも回避したいと考えています。これらのニーズに対応するため、Molexは、ファインピッチのロープロファイル設計を採用した4列基板対基板コネクタを導入しました。このコネクタは最大3.0 Aの電力を供給でき、標準のSMTプロセスをサポートし、内部カバー付きのシールド成形ピンを備えているため、堅牢性が高く、コネクタの損傷を防止します。4列基板対基板コネクタは、より高い強度と信頼性を実現する堅牢な機能を提供します。内部アーマーとインサート成形されたパワーネイルは、大量生産および組み立て中にピンが損傷するのを防ぎます。これらの機能と幅広ガイドにより、簡単かつ安全な嵌合が可能になり、故障率も低減します。
Molexの4列基板対基板コネクタは、0.175 mmの信号接点ピッチで4列にピンを配置するスタッガード回路レイアウトを採用しており、高密度の回路接続を実現しながら30% のスペースを節約します。このコネクタは、高さ0.60mm、幅2.00mm、長さ3.10mm（全ピッチ）と、世界最小の基板対基板コネクタです。スマートフォン、スマートウォッチ、ウェアラブルデバイス、AR/VRデバイスなど、スペースが限られたアプリケーションに最適です。
2020年以降、Molexは世界で最も売れているスマートウォッチをサポートするために、これらの4列コネクタを5,000万個以上出荷してきました。これらのコネクタは、プリント基板やフレキシブル コンポーネントの小型化のトレンドに沿っており、製品の小型化の要求を満たし、さまざまな業界に機会を生み出します。さらに、消費者および医療機器分野の顧客は、生産性を向上させるためにリーン生産方式を採用しており、より大きなリールサイズを使用することで、同じリソースを使用して生産量を増やすことができます。
結論
ビッグデータ、機械学習、人工知能などのテクノロジーの急速な発展は、ヘルスケアアプリケーションに革命的な影響をもたらしました。医薬品開発、コネクテッドドラッグデリバリーシステム、遠隔健康データモニタリング、医療用ウェアラブルデバイスの使用など、AIテクノロジーは人間の生活を大幅に向上させる準備ができています。Molexは、電源、ウェアラブル デバイス、RFアンテナ接続などの分野でAIおよびヘルスケア アプリケーションのニーズを満たすさまざまなコネクタ ソリューションを提供しています。