Η φορητή τεχνολογία λειτουργεί όπως ένα Band-Aid για την παρακολούθηση της υγείας
Οι επιστήμονες έχουν σχεδιάσει μια καινοτόμο, φορητή συσκευή τεχνολογίας που παρακολουθεί την κίνηση, τον καρδιακό ρυθμό και την αναπνοή χωρίς να χρησιμοποιούν καλώδια, μπαταρίες ή κυκλώματα. Η συσκευή κολλάει στο ανθρώπινο δέρμα σαν ένα Band-Aid.
Το ανθρώπινο δέρμα είναι ένα συναρπαστικό όργανο. Στην πραγματικότητα, είναι το μεγαλύτερο και βαρύτερο όργανο του ανθρώπινου σώματος, που εκτείνεται κατά μέσο όρο σε περίπου 20 τετραγωνικά πόδια.
Η κύρια λειτουργία του δέρματος είναι προστατευτική. δημιουργεί ένα εμπόδιο μεταξύ των εσωτερικών μας και του εξωτερικού κόσμου. Ωστόσο, το δέρμα κάνει πολύ περισσότερα από ό, τι μας προστατεύει.
Τα διάφορα στρώματα του δέρματος δημιουργούν νέα κύτταρα, δίνουν στο δέρμα το χρώμα του και αποθηκεύει λίπος. Το δέρμα βοηθά επίσης στον έλεγχο της θερμοκρασίας του σώματος και της απώλειας νερού και περιέχει νευρικές απολήξεις που μας βοηθούν να ανιχνεύσουμε πίεση, δόνηση, αφή και πόνο.
Το δέρμα μας μπορεί να δώσει πολλά για τις εσωτερικές μας καταστάσεις, καθώς εξωτερικά σημάδια φυσιολογικών αλλαγών μπορούν να παρέχουν ένα παράθυρο στις φυσικές και συναισθηματικές μας συνθήκες. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν τη γαλβανική απόκριση του δέρματος, για παράδειγμα, για να αποκτήσουν πληροφορίες σχετικά με τα επίπεδα διέγερσης ενός ατόμου, "άγχος, ενθουσιασμός, εμπλοκή, απογοήτευση και θυμό".
Τώρα, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει έναν τρόπο αξιοποίησης αυτών των σημάτων δέρματος με μια συσκευή που δεν απαιτεί μπαταρίες, καλώδια ή μάρκες.
Η Zhenan Bao, καθηγήτρια χημικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια και η ομάδα της έχουν σχεδιάσει ένα έμπλαστρο που κολλάει στο δέρμα σαν ένα Band-Aid και μετρά πώς το δέρμα ενός ατόμου τεντώνεται και συστέλλεται.
Στη συνέχεια, η συσκευή στέλνει αυτές τις αναγνώσεις ασύρματα σε έναν δέκτη που είναι συνδεδεμένος με τα ρούχα του ατόμου.
Με βάση αυτές τις αναγνώσεις, οι ερευνητές μπόρεσαν να παρακολουθήσουν την αναπνοή και τον καρδιακό ρυθμό ενός ατόμου, καθώς και τις κινήσεις των χεριών και των ποδιών
Ο καθηγητής Bao και η ομάδα περιγράφουν τη φορητή συσκευή τεχνολογίας τους στο περιοδικό Φύση Ηλεκτρονικά.
Πώς λειτουργεί το BodyNET
Οι ερευνητές ονόμασαν τη συσκευή τους «δίκτυο αισθητήρων περιοχής σώματος» ή «BodyNET» και το ορίζουν ως «μια συλλογή δικτύων αισθητήρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση ανθρώπινων φυσιολογικών σημάτων».
Στην εργασία, οι ερευνητές περιγράφουν πώς δοκίμασαν το BodyNET. Κράτησαν τους αισθητήρες στον καρπό και την κοιλιά ενός συμμετέχοντα για να ανιχνεύσουν τον παλμό και την αναπνοή τους.
Τοποθετώντας τους αισθητήρες στους αγκώνες και τα γόνατα του συμμετέχοντα, ενημερώστε τους ερευνητές πότε μετακινήθηκε το άτομο, καθώς το έμπλαστρο ανίχνευσε το τέντωμα και τη συστολή του δέρματος στις περιοχές που αντιστοιχούσαν στους μυς που κάμπτονταν.
Το BodyNET λειτουργεί χρησιμοποιώντας την αναγνώριση ραδιοσυχνοτήτων (RFID) - μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται επίσης σε συστήματα πρόσβασης χωρίς κλειδί και κάρτες κλειδιών.
Με κάρτες κλειδιού, μια κεραία στην κάρτα παίρνει ενέργεια RFID από το δέκτη και τη χρησιμοποιεί για τη δημιουργία κωδικού πρόσβασης. Στη συνέχεια, η κάρτα στέλνει αυτόν τον κωδικό πρόσβασης στον παραλήπτη.
Για το BodyNET, οι ερευνητές έπρεπε να βρουν έναν τρόπο μετάδοσης ενέργειας RFID μέσω μιας κεραίας που θα μπορούσε να επεκταθεί, να συστέλλεται και να κάμπτεται μαζί με το δέρμα.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μεταλλικό μελάνι για να δημιουργήσουν αυτήν την κεραία, αλλά σύντομα συνειδητοποίησαν ότι το σήμα δεν ήταν αρκετά ισχυρό για να συμβαδίσει με τις συνεχείς κινήσεις και διακυμάνσεις της κεραίας και του δέρματος.
Έτσι, σχεδίασαν έναν νέο, ισχυρότερο τύπο συστήματος RFID που θα έστελνε πιο σταθερά και ακριβή σήματα. Αυτό το καινοτόμο σύστημα χρησιμοποιεί επίσης τεχνολογία Bluetooth για την αποστολή των αναγνώσεων από τον δέκτη σε smartphone ή οποιαδήποτε άλλη ασύρματη συσκευή.
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι οι επαγγελματίες υγείας θα χρησιμοποιούν τη συσκευή για να παρακολουθούν άτομα με προβλήματα ύπνου και καρδιακές παθήσεις. Για την ομάδα, τα επόμενα βήματα είναι να καταλάβουμε πώς το έμπλαστρο μπορεί επίσης να ανιχνεύσει ιδρώτα και θερμοκρασία.
«Πιστεύουμε, μια μέρα, θα είναι δυνατό να δημιουργήσουμε μια σειρά αισθητήρων δέρματος ολόκληρου του σώματος για τη συλλογή φυσιολογικών δεδομένων χωρίς να παρεμβαίνουμε στην κανονική συμπεριφορά ενός ατόμου».
Καθηγητής Zhenan Bao
