新型可穿戴傳感器:讀懂你“汗水”裏的秘密
發布時間:2016-10-13 責任編輯:wenwei
【導讀】不久前,美國工程人員研發出世界上第一個全電子集成係統,該係統可以在汗水中持續、無害地監測多種生化物。這項新科技打開了可穿戴設備的大門,當使用者出現類似疲勞過度、脫水、身體溫度過高等健康問題時,它就會立即發出警報。新型可穿傳感器可以從汗液中揭示什麼?加州大學的工程師們給出了結果。

準確地來說,這個“靈敏傳感係統”可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)使(shi)用(yong)者(zhe)皮(pi)膚(fu)的(de)溫(wen)度(du),測(ce)算(suan)汗(han)水(shui)裏(li)的(de)代(dai)謝(xie)物(wu)和(he)電(dian)解(jie)質(zhi),並(bing)將(jiang)數(shu)據(ju)實(shi)時(shi)同(tong)步(bu)到(dao)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)上(shang)。盡(jin)管(guan)在(zai)過(guo)去(qu)十(shi)年(nian)中(zhong),有(you)不(bu)少(shao)健(jian)康(kang)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)已(yi)經(jing)出(chu)現(xian)在(zai)消(xiao)費(fei)者(zhe)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)上(shang),但(dan)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)表(biao)示(shi),這(zhe)個(ge)在(zai)《自然》雜誌上亮相的新設備,是世界上第一個全電子集成係統。
來自加州大學電子工程和計算機科學係的教授阿裏·捷維(Ali Javey)是這個項目的首席研究員,他說:“人類的汗水包含豐富的生理信息,這為‘無害可穿傳感器’提ti供gong了le一yi種zhong別bie具ju吸xi引yin力li的de測ce試shi品pin。然ran而er,出chu汗han過guo程cheng是shi複fu雜za的de,並bing且qie需xu要yao從cong多duo方fang麵mian提ti取qu出chu與yu皮pi膚fu有you關guan的de有you效xiao信xin息xi。所suo以yi我wo們men研yan發fa出chu一yi種zhong全quan電dian子zi集ji成cheng係xi統tong,它ta能neng在zai同tong一yi時shi間jian內nei,有you選xuan擇ze地di測ce算suan多duo種zhong汗han液ye分fen析xi物wu,而er且qie能neng把ba分fen析xi數shu據ju無wu線xian傳chuan送song到dao智zhi能neng手shou機ji中zhong。我wo們men的de工gong作zuo為wei‘以汗液為基礎的健康監測’開啟了一個新的科技平台。”
為了設計和開發這個“汗液傳感係統”,捷維和他的團隊專門谘詢了運動生理學家、加州大學綜合生物學教授喬治·布洛克斯(George Brooks)。布洛克斯表示,他被捷維的研究團隊所設計的傳感器所深深吸引。
作zuo為wei這zhe項xiang研yan究jiu的de合he作zuo者zhe,他ta覺jiao得de製zhi作zuo一yi個ge可ke穿chuan的de汗han液ye傳chuan感gan器qi是shi非fei常chang不bu可ke思si議yi的de,因yin為wei這zhe個ge新xin設she備bei所suo測ce算suan的de代dai謝xie產chan物wu和he電dian解jie質zhi,對dui於yu個ge人ren健jian康kang來lai說shuo非fei常chang重zhong要yao。“在無傷害的科技下,終有一日我們無需再挨一針一刀,就能知道自己身體狀況如何。”他這樣說道。
從研究團隊所製作的樣本可以看到,在一個柔性電路板中有五個傳感器。這些傳感器可測算代謝物的葡萄糖和乳酸、電解質的鈉和鉀、以yi及ji皮pi膚fu溫wen度du。而er集ji成cheng係xi統tong則ze能neng夠gou讓rang研yan究jiu者zhe通tong過guo測ce量liang皮pi膚fu溫wen度du,實shi時shi地di校xiao準zhun和he配pei合he其qi他ta傳chuan感gan器qi的de讀du取qu情qing況kuang,因yin為wei葡pu萄tao糖tang和he乳ru酸suan傳chuan感gan器qi的de反fan應ying非fei常chang受shou溫wen度du影ying響xiang。
與傳感器相鄰的,是用現成矽膠原件製成的無線傳送電路板。研究人員使用了超過10個集成電路芯片,來負責傳感器測算、信號增強、體溫變化適應及數據的無線傳送。此外,他們還製作了專門的app(手機軟件),將傳感器的數據同步到手機,並連接到智能手環和頭帶上。
zaishiyanzhong,yanjiuzhejiangshebeifenfageijinxinggezhongshineiwaiyundongdezhiyuanzhemen,yanjiumubiaocaidanchehuohuwaipaobu,ceshishijiancongjifenzhongdaochangdayixiaoshibudeng。tongguoyixilieceshi,tamenxiwangjinhounenggoubasuoyoudianlugongnengzhenghedaodanduyikuaixinpianshang,zheyangbiannengsuoxiaoshebeidetiji,yiciyekeyicesuanchugengduojieguo。
布洛克斯認為這個“傳感器”充滿潛力,未來或可運用在排汗以外的測算。他說:“既然這種‘可穿無害科技’nenghenhaodiyingyongzaiyundongyuanshenshang,nameyeyoukenengyougengduodekejiyingyong,birushuoceliangrenmenrichangjiankangzhongzhiguanzhongyaodedaixiewuhedianjiezhijibie,huozheweishoushanghuoshengbingderenceliangqitatiye。”
首席研究員捷維則表示,他們的長遠目標是,把這個設備運用到醫學應用研究中。
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