A hordható technológia Band-Aid módjára működik az egészség ellenőrzésére
A tudósok olyan innovatív, hordható technikai eszközt terveztek, amely vezetékek, elemek vagy áramkörök használata nélkül követi a mozgást, a pulzusszámot és a légzést. A készülék úgy tapad az emberi bőrre, mint egy Band-Aid.
Az emberi bőr lenyűgöző szerv. Valójában ez az emberi test legnagyobb és legnehezebb szerve, átlagosan körülbelül 20 négyzetméterig terjed.
A bőr fő funkciója védő; gátat szab a belsőnk és a külvilág között. A bőr azonban sokkal többet jelent, mint hogy megvédjen minket.
A különféle bőrrétegek új sejteket hoznak létre, színt adnak a bőrnek és raktározzák a zsírt. A bőr a testhőmérséklet és a vízvesztés ellenőrzésében is segít, és idegvégződéseket tartalmaz, amelyek segítenek felismerni a nyomást, a rezgést, az érintést és a fájdalmat.
Bőrünk sokat adhat belső állapotainkról, mivel a fiziológiai változások külső jelei ablakot nyújthatnak fizikai és érzelmi állapotunkba. A kutatók a galvanikus bőrreakciót használják például arra, hogy betekintést nyerjenek az ember izgalma, „stressz, izgalom, elkötelezettség, frusztráció és düh” szintjébe.
Most a tudósok kifejlesztették azt a módszert, amellyel ezeket a bőrjeleket olyan eszközzel tudják hasznosítani, amelyhez nincs szükség elemekre, vezetékekre vagy chipekre.
Zhenan Bao, a kaliforniai Stanford Egyetem vegyészmérnök professzora és csapata olyan tapaszt tervezett, amely a bőrre tapad, mint egy Band-Aid, és megméri, hogyan nyúlik és összehúzódik az ember bőre.
Ezután a készülék vezeték nélkül elküldi ezeket az olvasmányokat az illető ruhájához rögzített vevőbe.
Ezen olvasatok alapján a kutatók figyelemmel kísérhették az ember légzését és pulzusát, valamint kar- és lábmozgásaikat.
Bao professzor és a csapat leírja viselhető technikai eszközüket a folyóiratban Nature Electronics.
Hogyan működik a BodyNET
A kutatók készüléküket „testterület-érzékelő hálózatnak” vagy „BodyNET” -nek nevezték el, és „hálózatba kapcsolt érzékelők gyűjteményeként definiálják, amelyek felhasználhatók az emberi fiziológiai jelek figyelemmel kísérésére”.
A cikkben a kutatók leírják, hogyan tesztelték a BodyNET-et. Ragasztották az érzékelőket a résztvevők csuklójára és hasára, hogy érzékeljék pulzusukat és légzésüket.
Az érzékelők elhelyezése a résztvevő könyökén és térdén tudatja a kutatókkal, hogy az illető mikor mozdult el, mivel a tapasz észlelte a bőr nyújtását és összehúzódását azokon a területeken, amelyek megfelelnek a behajlított izmoknak.
A BodyNET rádiófrekvenciás azonosítás (RFID) segítségével működik - ezt a technológiát kulcsnélküli hozzáférési rendszerekben és kulcskártyákban is használják.
Kulcskártyákkal a kártyában lévő antenna felveszi az RFID energiát a vevőből, és ezzel előállítja a kódot. A kártya ezt követően visszaküldi ezt a jelszót a vevőnek.
A BodyNET számára a kutatóknak meg kellett találniuk az RFID-energia továbbításának módját egy antennán keresztül, amely kibővülhet, összehúzódhat és meghajlik a bőrrel együtt.
A tudósok fémes tintával készítették ezt az antennát, de hamar rájöttek, hogy a jel nem elég erős ahhoz, hogy lépést tudjon tartani az antenna és a bőr állandó mozgásaival és ingadozásaival.
Tehát egy új, erősebb típusú RFID rendszert terveztek, amely stabilabb és pontosabb jeleket küld. Ez az innovatív rendszer a Bluetooth technológiát is használja az olvasmányok elküldéséhez a vevőkészülékről egy okostelefonra vagy bármely más vezeték nélküli eszközre.
A kutatók remélik, hogy az egészségügyi szakemberek a készüléket alvási problémákkal és szívbetegségekkel küzdő emberek megfigyelésére használják. A csapat számára a következő lépések annak kiderítése, hogy a tapasz miként képes felismerni az izzadságot és a hőmérsékletet is.
"Úgy gondoljuk, hogy egy napon lehetséges lesz egy teljes testű bőrérzékelő tömb létrehozása a fiziológiai adatok gyűjtése érdekében, anélkül, hogy megzavarnák az ember normális viselkedését."
Prof. Zhenan Bao
