Nosljiva tehnologija deluje kot lepilni trak za spremljanje zdravja
Znanstveniki so zasnovali inovativno, nosljivo tehnično napravo, ki spremlja gibanje, srčni utrip in dihanje brez uporabe kablov, baterij ali vezij. Naprava se lepi na človeško kožo kot lepilni trak.
Človeška koža je fascinanten organ. Pravzaprav je največji in najtežji organ človeškega telesa, v povprečju se razteza na približno 20 kvadratnih metrov.
Glavna funkcija kože je zaščitna; ustvarja oviro med našo notranjostjo in zunanjim svetom. Koža pa nas naredi veliko več kot le zaščiti.
Različne plasti kože ustvarjajo nove celice, dajejo koži barvo in shranjujejo maščobe. Koža pomaga tudi pri nadzoru telesne temperature in izgube vode, vsebuje pa tudi živčne končiče, ki nam pomagajo zaznati pritisk, vibracije, dotik in bolečino.
Naša koža lahko veliko razkrije o naših notranjih stanjih, saj lahko zunanji znaki fizioloških sprememb odpirajo naše fizične in čustvene razmere. Raziskovalci na primer uporabljajo galvanski kožni odziv, da pridobijo vpogled v človekovo stopnjo vzburjenosti, "stresa, navdušenja, zavzetosti, frustracije in jeze".
Zdaj so znanstveniki razvili način, kako te kožne signale izkoristiti z napravo, ki ne potrebuje baterij, žic ali čipov.
Zhenan Bao, profesorica kemijskega inženirstva na univerzi Stanford v Kaliforniji, je s svojo ekipo oblikovala obliž, ki se nalepi na kožo kot obliž in meri, kako se človekova koža razteza in krči.
Nato naprava te odčitke brezžično pošlje v sprejemnik, pritrjen na oblačila osebe.
Na podlagi teh odčitkov so raziskovalci lahko spremljali človekovo dihanje in srčni utrip ter gibanje rok in nog.
Profesor Bao in ekipa v reviji opisujejo svojo nosljivo tehnično napravo Nature Electronics.
Kako deluje BodyNET
Raziskovalci so svojo napravo poimenovali "mreža telesnih senzorjev" ali "BodyNET" in jo opredeljujejo kot "zbirko omrežnih senzorjev, ki se lahko uporabljajo za spremljanje človeških fizioloških signalov."
V prispevku raziskovalci opisujejo, kako so preizkusili BodyNET. Senzorja sta nalepila na zapestje in trebuh udeleženca, da bi zaznala njihov utrip in dihanje.
Namestitev senzorjev na komolca in kolena udeleženca je raziskovalcem dala vedeti, kdaj se je oseba premaknila, saj je obliž zaznal raztezanje in krčenje kože na predelih, ki ustrezajo upognjenim mišicam.
BodyNET deluje z uporabo radiofrekvenčne identifikacije (RFID) - tehnologije, ki se uporablja tudi v sistemih za dostop brez ključa in na karticah.
S ključnimi karticami antena na kartici zajema energijo RFID iz sprejemnika in jo uporablja za generiranje gesla. Kartica nato to geslo pošlje nazaj sprejemniku.
Za BodyNET so morali raziskovalci najti način za prenos RFID energije prek antene, ki se je lahko razširila, skrčila in upognila skupaj s kožo.
Znanstveniki so za izdelavo te antene uporabili kovinsko črnilo, vendar so kmalu ugotovili, da signal ni dovolj močan, da bi lahko sledil nenehnim gibanjem in nihanjem antene in kože.
Tako so zasnovali nov, močnejši tip RFID sistema, ki bi pošiljal bolj stabilne in natančne signale. Ta inovativni sistem uporablja tudi tehnologijo Bluetooth za pošiljanje odčitkov iz sprejemnika na pametni telefon ali katero koli drugo brezžično napravo.
Raziskovalci upajo, da bodo zdravstveni delavci napravo uporabljali za spremljanje ljudi s težavami s spanjem in srčnimi boleznimi. Naslednji koraki ekipe so ugotoviti, kako obliž lahko zazna tudi znoj in temperaturo.
"Menimo, da bo nekega dne mogoče ustvariti celotno senzorsko kožno mrežo za zbiranje fizioloških podatkov, ne da bi to vplivalo na normalno vedenje osebe."
Prof. Zhenan Bao
