Vital IC: Những con chip nhỏ giúp thiết bị sức khỏe “lắng nghe” cơ thể

Một miếng dán trên cánh tay có thể theo dõi đường huyết. Một chiếc nhẫn nhỏ có thể thu thập tín hiệu sức khỏe. Một thiết bị xét nghiệm cầm tay có thể phân tích mẫu ngay tại điểm chăm sóc.

Để những thiết bị ấy hoạt động, chúng cần đọc được các tín hiệu rất nhỏ từ cảm biến. Đây chính là lĩnh vực mà Vital IC, công ty bán dẫn Hàn Quốc, tập trung phát triển: chip đọc và xử lý tín hiệu sinh học.

Vital IC làm gì?

Thành lập năm 2017, Vital IC chuyên thiết kế mạch bán dẫn analog và chip tích hợp cho thiết bị cảm biến, chăm sóc sức khỏe và xét nghiệm tại chỗ.

Có thể hình dung cảm biến là “đôi tai”, còn chip của Vital IC là bộ phận giúp nghe rõ và chuyển tín hiệu thành dữ liệu mà máy tính hiểu được.

Chẳng hạn, cảm biến đường huyết tạo ra dòng điện liên quan đến lượng glucose. Dòng điện này rất nhỏ, cần được đo, khuếch đại và chuyển thành dữ liệu số trước khi thuật toán tính toán kết quả.

Vital IC cung cấp công nghệ cho khâu xử lý đầu vào ấy. Khách hàng của công ty chủ yếu là các doanh nghiệp phát triển cảm biến và sản xuất thiết bị, thay vì người tiêu dùng trực tiếp.

NMS4110: Sản phẩm tiêu biểu

NMS4110 là chip đọc cảm biến điện hóa, được giới thiệu cho các ứng dụng như theo dõi đường huyết liên tục và thiết bị đo tín hiệu sinh học.

Chip tích hợp nhiều chức năng: điều khiển phép đo, đọc dòng điện hoặc điện áp, khuếch đại và số hóa tín hiệu. Nó còn có bộ chuyển mạch linh hoạt để kết nối các cấu hình điện cực khác nhau.

Ba đặc điểm đáng chú ý là:

• Nhỏ gọn: có lựa chọn đóng gói khoảng 2,6 × 2,6 mm, phù hợp thiết bị đeo và miếng dán.
• Tiết kiệm điện: hỗ trợ quản lý chu kỳ ngủ/thức và phát hiện cảm biến, giúp hạn chế tiêu thụ pin không cần thiết.
• Linh hoạt: hỗ trợ nhiều phương pháp đo điện hóa và cảm biến có hai, ba hoặc bốn điện cực.

Điều này giúp nhà sản xuất giảm số linh kiện và đơn giản hóa quá trình phát triển thiết bị.

Tuy nhiên, chip không tự biến tín hiệu thành kết quả chẩn đoán hoàn chỉnh. Độ chính xác cuối cùng còn phụ thuộc cảm biến, hiệu chuẩn, thuật toán và quá trình kiểm chứng của sản phẩm.

EVK: Bộ thử nghiệm giúp kỹ sư bắt đầu nhanh

Bên cạnh chip, Vital IC cung cấp NMS4110 EVK, tức bộ kit đánh giá dành cho đội ngũ nghiên cứu và phát triển.

Kỹ sư có thể kết nối cảm biến với bo mạch, dùng phần mềm trên máy tính Windows để chọn phương pháp đo, xem đồ thị và xuất dữ liệu sang CSV.

Hiểu đơn giản, đây là một “bàn thử cảm biến”: doanh nghiệp có thể kiểm tra công nghệ trước khi đầu tư thiết kế bo mạch riêng.

Từ chip Bluetooth đến xử lý AI gần cảm biến

Danh mục phát triển của Vital IC còn có:

• NMS4160: kết hợp NMS4110 với chip Bluetooth trong cùng một package, hướng tới thiết bị cảm biến có kết nối không dây.
• NMS1111: hướng tới thiết bị đeo cần thu thập nhiều loại tín hiệu, như ECG, PPG và trở kháng sinh học.
• NMS4112: nằm trong lộ trình phát triển với mục tiêu đọc dòng điện ở độ phân giải khoảng 1 pA, phục vụ cảm biến độ nhạy cao.
• Dòng NMI: cảm biến hình ảnh cho ứng dụng như nội soi viên nang.

Một hướng đi khác là On Sensor AI — đưa khả năng xử lý thông minh đến gần cảm biến. Thay vì gửi toàn bộ dữ liệu đi, thiết bị có thể xử lý bước đầu để giảm dữ liệu dư thừa và tiết kiệm năng lượng. Vital IC định hướng kết hợp phần cứng với TinyML, tức các mô hình học máy nhỏ dành cho thiết bị hạn chế bộ nhớ và điện năng.

Các sản phẩm này có mức độ hoàn thiện khác nhau; không nên hiểu toàn bộ danh mục đã được thương mại hóa.

Điểm khác biệt nằm ở giải pháp theo yêu cầu

Vital IC không chỉ hướng tới bán chip tiêu chuẩn. Công ty còn phát triển chip tùy chỉnh, module và hỗ trợ kỹ thuật theo nhu cầu khách hàng.

Cách tiếp cận này phù hợp với doanh nghiệp có cảm biến hoặc ý tưởng thiết bị mới nhưng cần đối tác bán dẫn để hiện thực hóa sản phẩm.

Giá trị mà Vital IC hướng tới là giúp thiết bị sức khỏe đọc tín hiệu tốt hơn, nhỏ hơn và hoạt động lâu hơn. Những con chip nằm bên trong tuy khó nhìn thấy, nhưng lại là một mắt xích quan trọng để dữ liệu từ cơ thể trở thành thông tin hữu ích.