Tehnologia portabilă funcționează ca o bandă de ajutor pentru a monitoriza starea de sănătate
Oamenii de știință au proiectat un dispozitiv inovator, purtabil, care urmărește mișcarea, ritmul cardiac și respirația fără a utiliza fire, baterii sau circuite. Dispozitivul se lipeste de pielea umană ca un Band-Aid.
Pielea umană este un organ fascinant. De fapt, este cel mai mare și mai greu organ al corpului uman, extinzându-se până la aproximativ 20 de metri pătrați, în medie.
Funcția principală a pielii este de protecție; creează o barieră între interiorul nostru și lumea exterioară. Cu toate acestea, pielea face mult mai mult decât să ne protejeze.
Diferitele straturi de piele creează celule noi, conferă pielii culoarea și stochează grăsimea. Pielea ajută, de asemenea, la controlul temperaturii corpului și la pierderea apei și conține terminații nervoase care ne ajută să detectăm presiunea, vibrațiile, atingerea și durerea.
Pielea noastră poate oferi mult despre stările noastre interne, deoarece semnele exterioare ale modificărilor fiziologice pot oferi o fereastră către condițiile noastre fizice și emoționale. Cercetătorii folosesc răspunsul pielii galvanice, de exemplu, pentru a obține informații despre nivelurile de excitare, „stres, emoție, implicare, frustrare și furie” ale unei persoane.
Acum, oamenii de știință au dezvoltat o modalitate de a exploata aceste semnale cutanate cu un dispozitiv care nu necesită baterii, fire sau cipuri.
Zhenan Bao, profesor de inginerie chimică la Universitatea Stanford, din California, și echipa ei au proiectat un plasture care se lipeste de piele ca un Band-Aid și măsoară modul în care pielea unei persoane se întinde și se contractă.
Dispozitivul trimite apoi aceste citiri fără fir către un receptor atașat la hainele persoanei respective.
Pe baza acestor lecturi, cercetătorii au putut monitoriza respirația și ritmul cardiac al unei persoane, precum și mișcările brațelor și picioarelor.
Prof. Bao și echipa descriu dispozitivul lor portabil în jurnal Nature Electronics.
Cum funcționează BodyNET
Cercetătorii și-au denumit dispozitivul „rețea de senzori ai zonei corpului” sau „BodyNET” și îl definesc ca „o colecție de senzori în rețea care pot fi utilizați pentru a monitoriza semnalele fiziologice umane”.
În lucrare, cercetătorii descriu modul în care au testat BodyNET. Au lipit senzorii de încheietura mâinii și abdomenul unui participant pentru a le detecta pulsul și respirația.
Plasând senzorii pe coatele și genunchii participantului, informați cercetătorii când persoana sa mișcat, deoarece plasturele a detectat întinderea și contractarea pielii în zonele care corespundeau mușchilor flexați.
BodyNET funcționează utilizând identificarea prin radiofrecvență (RFID) - o tehnologie care este utilizată și în sistemele de acces fără cheie și pe cardurile cheie.
Cu cardurile cheie, o antenă din card preia energia RFID de la receptor și o folosește pentru a genera o parolă. Cardul trimite apoi această parolă înapoi către receptor.
Pentru BodyNET, cercetătorii au trebuit să găsească o modalitate de a transmite energia RFID printr-o antenă care se putea extinde, contracta și îndoi împreună cu pielea.
Oamenii de știință au folosit cerneală metalică pentru a crea această antenă, dar în curând și-au dat seama că semnalul nu era suficient de puternic pentru a ține pasul cu mișcările și fluctuațiile constante ale antenei și ale pielii.
Deci, au proiectat un tip RFID nou, mai puternic, care să trimită semnale mai stabile și precise. Acest sistem inovator folosește, de asemenea, tehnologia Bluetooth pentru a trimite citirile de la receptor la un smartphone sau la orice alt dispozitiv fără fir.
Cercetătorii speră că profesioniștii din domeniul sănătății vor folosi dispozitivul pentru a monitoriza persoanele cu probleme de somn și afecțiuni cardiace. Pentru echipă, pașii următori sunt de a afla cum plasturele poate detecta și transpirația și temperatura.
„Credem că, într-o zi, va fi posibil să creăm un senzor de piele cu corp întreg pentru a colecta date fiziologice fără a interfera cu comportamentul normal al unei persoane”.
Prof. Zhenan Bao
