Slitesterk teknologi fungerer som et plaster for å overvåke helsen
Forskere har designet en innovativ, slitesterk teknologi som sporer bevegelse, hjertefrekvens og pust uten å bruke ledninger, batterier eller kretser. Enheten fester seg til menneskelig hud som et plaster.
Menneskeskinnet er et fascinerende organ. Faktisk er det det største og tyngste organet i menneskekroppen, og strekker seg i gjennomsnitt til ca 20 kvadratmeter.
Hudens hovedfunksjon er beskyttende; det skaper en barriere mellom våre indre og den ytre verden. Imidlertid gjør huden mye mer enn å beskytte oss.
De forskjellige hudlagene skaper nye celler, gir huden fargen og lagrer fett. Huden hjelper også med å kontrollere kroppstemperatur og vanntap, og den inneholder nerveender som hjelper oss med å oppdage trykk, vibrasjoner, berøring og smerte.
Huden vår kan gi mye om våre indre tilstander, ettersom ytre tegn på fysiologiske endringer kan gi et vindu inn i våre fysiske og følelsesmessige forhold. Forskere bruker den galvaniske hudresponsen, for eksempel for å få innsikt i en persons opphisselse, "stress, spenning, engasjement, frustrasjon og sinne."
Nå har forskere utviklet en måte å utnytte disse hudsignalene på med en enhet som ikke krever batterier, ledninger eller chips.
Zhenan Bao, professor i kjemiteknikk ved Stanford University i California, og teamet hennes har designet en lapp som fester seg til huden som et plaster og måler hvordan en persons hud strekker seg og trekker seg sammen.
Enheten sender deretter disse avlesningene trådløst til en mottaker festet til personens klær.
Basert på disse avlesningene, var forskerne i stand til å overvåke en persons puste og hjertefrekvens, så vel som arm- og benbevegelser.
Prof. Bao og teamet beskriver deres bærbare tekniske enhet i journalen Naturelektronikk.
Hvordan BodyNET fungerer
Forskerne kalte enheten sin for “kroppsnetsensernettverk”, eller “BodyNET,” og de definerer det som “en samling av sensorer i nettverket som kan brukes til å overvåke menneskelige fysiologiske signaler.”
I artikkelen beskriver forskerne hvordan de testet BodyNET. De festet sensorene til håndleddet og underlivet til en deltaker for å oppdage puls og puste.
Ved å plassere sensorene på deltagerens albuer og knær, la forskerne vite når personen beveget seg, da plasteret oppdaget hudens tøyning og sammentrekning i områdene som tilsvarte de bøyde musklene.
BodyNET fungerer ved bruk av radiofrekvensidentifikasjon (RFID) - en teknologi som også brukes i nøkkelfrie tilgangssystemer og nøkkelkort.
Med nøkkelkort henter en antenne i kortet RFID-energi fra mottakeren og bruker den til å generere et passord. Kortet sender deretter passordet tilbake til mottakeren.
For BodyNET måtte forskerne finne en måte å overføre RFID-energi gjennom en antenne som kunne utvide seg, trekke seg sammen og bøye seg sammen med huden.
Forskerne brukte metallisk blekk for å lage denne antennen, men de innså snart at signalet ikke var sterkt nok til å følge med på de konstante bevegelsene og svingningene i antennen og huden.
Så de designet en ny, sterkere type RFID-system som ville sende mer stabile og nøyaktige signaler. Dette innovative systemet bruker også Bluetooth-teknologi for å sende avlesningene fra mottakeren til en smarttelefon eller en hvilken som helst annen trådløs enhet.
Forskerne håper at helsepersonell vil bruke enheten til å overvåke personer med søvnproblemer og hjertesykdommer. For teamet er de neste trinnene å finne ut hvordan lappen også kan oppdage svette og temperatur.
"Vi tror at det en dag vil være mulig å opprette en helsensoroppstilling for hele kroppen for å samle fysiologiske data uten å forstyrre en persons normale oppførsel."
Prof. Zhenan Bao
