Valkājamā tehnoloģija darbojas kā Band-Aid, lai uzraudzītu veselību
Zinātnieki ir izstrādājuši novatorisku, valkājamu tehnoloģiju ierīci, kas izseko kustības, sirdsdarbības ātrumu un elpošanu, neizmantojot nekādus vadus, akumulatorus vai ķēdes. Ierīce pielīp cilvēka ādai kā Band-Aid.
Cilvēka āda ir aizraujošs orgāns. Faktiski tas ir lielākais un smagākais cilvēka ķermeņa orgāns, vidēji sasniedzot apmēram 20 kvadrātpēdas.
Ādas galvenā funkcija ir aizsargājoša; tas rada barjeru starp mūsu iekšpusi un ārējo pasauli. Tomēr āda dara daudz vairāk nekā mūs aizsargā.
Dažādie ādas slāņi rada jaunas šūnas, piešķir ādai krāsu un uzkrāj taukus. Āda arī palīdz kontrolēt ķermeņa temperatūru un ūdens zudumu, un tā satur nervu galus, kas palīdz mums noteikt spiedienu, vibrāciju, pieskārienu un sāpes.
Mūsu āda var daudz atdot mūsu iekšējiem stāvokļiem, jo fizioloģisko izmaiņu ārējās pazīmes var nodrošināt logu mūsu fiziskajos un emocionālajos apstākļos. Pētnieki izmanto ādas galvanisko reakciju, piemēram, lai gūtu ieskatu par cilvēka uzbudinājuma līmeni, “stresu, uztraukumu, iesaistīšanos, vilšanos un dusmām”.
Tagad zinātnieki ir izstrādājuši veidu, kā izmantot šos ādas signālus ar ierīci, kurai nav nepieciešamas baterijas, vadi vai mikroshēmas.
Ženans Bao, ķīmijas inženierijas profesors Stenfordas universitātē Kalifornijā, un viņas komanda ir izstrādājuši plāksteri, kas pielīp pie ādas kā Band-Aid un mēra, kā cilvēka āda stiepjas un saraujas.
Pēc tam ierīce bezvadu režīmā nosūta šos rādījumus uztvērējam, kas pievienots personas drēbēm.
Pamatojoties uz šiem lasījumiem, pētnieki varēja uzraudzīt cilvēka elpošanu un sirdsdarbības ātrumu, kā arī viņu roku un kāju kustības.
Prof. Bao un komanda žurnālā apraksta savu valkājamo tehnoloģiju Dabas elektronika.
Kā darbojas BodyNET
Pētnieki nosauca savu ierīci par "ķermeņa zonas sensoru tīklu" vai "BodyNET", un viņi to definē kā "tīkla sensoru kolekciju, ko var izmantot, lai uzraudzītu cilvēka fizioloģiskos signālus".
Šajā rakstā pētnieki apraksta, kā viņi testēja BodyNET. Viņi pielika sensorus dalībnieka plaukstas locītavai un vēderam, lai noteiktu pulsu un elpošanu.
Uzstādot sensorus uz dalībnieka elkoņiem un ceļgaliem, pētnieki zina, kad persona pārvietojas, jo plāksteris atklāja ādas izstiepšanos un saraušanos vietās, kas atbilda saliektajiem muskuļiem.
BodyNET darbojas, izmantojot radiofrekvenču identifikāciju (RFID) - tehnoloģiju, kas tiek izmantota arī bezatslēgas piekļuves sistēmās un atslēgu kartēs.
Izmantojot atslēgu kartes, kartē esošā antena uztver no uztvērēja RFID enerģiju un izmanto to, lai ģenerētu piekļuves kodu. Pēc tam karte nosūta šo piekļuves kodu atpakaļ uztvērējam.
BodyNET pētniekiem bija jāatrod veids, kā pārraidīt RFID enerģiju caur antenu, kas varētu paplašināties, sarauties un saliekties kopā ar ādu.
Zinātnieki izmantoja metāla tinti, lai izveidotu šo antenu, taču viņi drīz saprata, ka signāls nav pietiekami spēcīgs, lai neatpaliktu no antenas un ādas nemitīgajām kustībām un svārstībām.
Tātad viņi izstrādāja jaunu, spēcīgāku RFID sistēmas veidu, kas sūtītu stabilākus un precīzākus signālus. Šī novatoriskā sistēma izmanto arī Bluetooth tehnoloģiju, lai nosūtītu rādījumus no uztvērēja uz viedtālruni vai jebkuru citu bezvadu ierīci.
Pētnieki cer, ka veselības aprūpes speciālisti izmantos ierīci, lai uzraudzītu cilvēkus ar miega problēmām un sirdsdarbības traucējumiem. Komandai nākamie soļi ir noskaidrot, kā plāksteris var noteikt arī sviedru un temperatūru.
"Mēs domājam, ka kādu dienu būs iespējams izveidot visa ķermeņa ādas sensoru bloku, lai vāktu fizioloģiskos datus, netraucējot cilvēka normālu uzvedību."
Prof. Zhenan Bao
