Bærbar teknologi fungerer som en band-Aid for at overvåge sundheden
Forskere har designet en innovativ, bærbar teknisk enhed, der sporer bevægelse, puls og vejrtrækning uden brug af ledninger, batterier eller kredsløb. Enheden klæber til menneskelig hud som en plaster.
Den menneskelige hud er et fascinerende organ. Faktisk er det det største og tungeste organ i menneskekroppen og strækker sig i gennemsnit til ca. 20 kvadratfod.
Hudens hovedfunktion er beskyttende; det skaber en barriere mellem vores indre og den ydre verden. Dog gør huden meget mere end at beskytte os.
De forskellige hudlag skaber nye celler, giver huden sin farve og opbevarer fedt. Huden hjælper også med at kontrollere kropstemperatur og vandtab, og den indeholder nerveender, der hjælper os med at opdage tryk, vibrationer, berøring og smerte.
Vores hud kan give meget væk om vores indre tilstande, da ydre tegn på fysiologiske ændringer kan give et vindue til vores fysiske og følelsesmæssige forhold. Forskere bruger den galvaniske hudreaktion, for eksempel for at få indsigt i en persons ophidselsesniveauer, "stress, spænding, engagement, frustration og vrede."
Nu har forskere udviklet en måde at udnytte disse hudsignaler på med en enhed, der ikke kræver batterier, ledninger eller chips.
Zhenan Bao, professor i kemiteknik ved Stanford University i Californien, og hendes team har designet et plaster, der klæber til huden som en plaster og måler, hvordan en persons hud strækker sig og trækker sig sammen.
Enheden sender derefter disse aflæsninger trådløst til en modtager, der er fastgjort til personens tøj.
Baseret på disse aflæsninger var forskerne i stand til at overvåge en persons vejrtrækning og puls samt deres arm- og benbevægelser.
Prof. Bao og teamet beskriver deres bærbare tekniske enhed i tidsskriftet Naturelektronik.
Sådan fungerer BodyNET
Forskerne kaldte deres enhed "kropsområdesensornetværk" eller "BodyNET", og de definerer det som "en samling netværkssensorer, der kan bruges til at overvåge menneskelige fysiologiske signaler."
I papiret beskriver forskerne, hvordan de testede BodyNET. De satte sensorerne fast på en deltagers håndled og underliv for at registrere deres puls og vejrtrækning.
Placering af sensorerne på deltagerens albuer og knæ fortæller forskerne, når personen bevæger sig, da plasteret detekterede strækning og sammentrækning af huden i de områder, der svarede til de bøjede muskler.
BodyNET fungerer ved hjælp af radiofrekvensidentifikation (RFID) - en teknologi, der også bruges i nøglefri adgangssystemer og nøglekort.
Med nøglekort opfanger en antenne på kortet RFID-energi fra modtageren og bruger den til at generere en adgangskode. Kortet sender derefter denne adgangskode tilbage til modtageren.
For BodyNET måtte forskerne finde en måde at overføre RFID-energi gennem en antenne, der kunne udvide sig, trække sig sammen og bøje sig sammen med huden.
Forskerne brugte metallisk blæk til at skabe denne antenne, men de indså hurtigt, at signalet ikke var stærkt nok til at holde trit med de konstante bevægelser og udsving i antennen og huden.
Så de designede en ny, stærkere type RFID-system, der ville sende mere stabile og nøjagtige signaler. Dette innovative system bruger også Bluetooth-teknologi til at sende aflæsningerne fra modtageren til en smartphone eller anden trådløs enhed.
Forskerne håber, at sundhedspersonale vil bruge enheden til at overvåge mennesker med søvnproblemer og hjertesygdomme. For holdet er de næste trin at finde ud af, hvordan plasteret også kan registrere sved og temperatur.
”Vi tror, at det en dag vil være muligt at oprette en hudkropssensor til hele kroppen til at indsamle fysiologiske data uden at forstyrre en persons normale opførsel.”
Prof. Zhenan Bao
