研究人員開發了一種貼紙技術,可以監測人體健康數據

2020-12-22 科技小布丁

史丹福大學的工程師研究出一種傳感器來檢測從皮膚發出的生理信號,這款傳感器叫BodyNet貼紙,它像創可貼一樣可以粘貼,會將讀取到的數據傳送到衣服上的接收器上面,從而有利於人們監測自己的健康狀況。

(BodyNet貼紙示範)

為了展示這種可穿戴技術,研究人員將傳感器固定在一個測試對象的手腕和腹部上面,通過檢測他們的皮膚如何隨著每次心跳或呼吸而伸展和收縮,來監測人的脈搏和呼吸。同樣地,人的肘部和膝蓋上的貼紙通過每次相應的肌肉彎曲時,測量皮膚的微小收緊或鬆弛來跟蹤手臂和腿部運動。

化學工程教授Zhenan Bao發布在《自然電子學》上面的文章,描述了該系統的運行,他將這種可穿戴技術成為BodyNet,這種技術將首先在醫療環境中使用,可以監測諸如患者的睡眠障礙、心臟疾病等。她的實驗室已經開始嘗試開發新的貼紙來感知汗液或其它人體分泌物,用以跟蹤體溫、壓力等變量,她的最終目標是創造一系列無線傳感器,這些傳感器貼在皮膚上,與智能服裝配合使用,可以比消費者當今使用的智慧型手機、智能手錶更準確地跟蹤各種健康指標。

(BodyNet貼紙示範)

對於這個團隊而言,他們的目標是開發一種穿著舒適且沒有電池或剛性電路的技術,以防止貼紙拉伸和擠壓皮膚,導致降低了使用的舒適度。所以,他們選擇無線射頻識別(RFID)技術來實現這些參數的收集,他們設計了BodyNet貼紙,它有一個天線,可以從衣服上的接收器接收到一點射頻識別能力,為其傳感器供電。然後它從皮膚讀取數據,並將它們傳送回附近的接收器。

貼紙的初始版本是依靠微型運動傳感器來進行呼吸、脈衝讀數,此外,研究人員正在研究如何將汗液、溫度和其它傳感器收集到的數據匯總到天線系統中。

為了將他們的技術從臨床應用轉移到消費者友好型設備,研究人員需要克服另一個挑戰,如何保持傳感器和接收器彼此靠近。

在他們的實驗中,研究人員將接收器夾在每個傳感器上方的衣服上,一對一的傳感器和接收器配對可以很好地用於醫療監測,但是,創建一個人們可以在鍛鍊時佩戴的BodyNet設備,需要確保傳感器無論被人們粘貼在哪個部位,都可以形成一個信號對接到接收器,這是一個需要攻克的難題。

其實,類似的項目,tomoyuki yokota領導的日本科研小組也研究過,他們發明了一種「電子皮膚」,可以貼在皮膚上,厚度很薄,除了能監測身體體徵,還能作為夜光裝飾,對於夜間鍛鍊者來說,這類產品可以提醒他人。

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